コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのような物品の形成方法
本発明は、コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのようなコーティングされた物品を形成する方法である。前記コーティング組成物は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含む。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。前記架橋剤は、例えば、炭酸亜鉛アンモニウムであってもよい。コーティングされた物品は、セルロース系材料を含む基材；及び基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層を含む。前記１又はそれ以上のコーティング層は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物から導かれてもよい。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。コーティングされた物品を形成する方法は、（１）セルロース系材料を含む基材を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；及び（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階；（４）前記水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（５）それにより前記コーティングされた物品を形成する段階を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのようなコーティングされた物品を形成する方法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２００７年１１月１５日出願の米国特許仮出願第６０／９８８，２２２号、標題「COATING COMPOSITION, A COATED ARTICLE, AND METHOD OF FORMING SUCH ARTICLES」の優先権を主張する本出願であり、その教示は、本明細書下文に完全に再現されるように、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
紙製品用のコーティング組成物としてのポリマー材料の使用は一般に公知である。このようなポリマーコーティング組成物により、例えば、グリース、油、水及び／又は蒸気に対する遮断層をもたらすことができる。あるいは、このようなポリマーコーティング組成物により、改良された構造的完全性及び強度をもたらすことができる。しかし、このようなポリマーコーティング組成物の使用により、その他の問題、例えばブロッキングなどが生じる可能性がある。本明細書において、ブロッキングとは、１又はそれ以上のシートの２又はそれ以上の隣接層がくっつく傾向を指す。
【０００４】
そのため、コーティングされた紙製物品が改良された非ブロッキング性を有することが非常に望ましい。しかし、改良された非ブロッキング性を有するコーティングされた紙製物品を作り出そうとする努力にもかかわらず、改良された非ブロッキング性をもたらすコーティング組成物に対する必要性が依然として存在する。さらに、改良された非ブロッキング性を有するコーティングされた紙製物品、及びそれを製造する方法に対する必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのようなコーティングされた物品を形成する方法である。コーティング組成物は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含む。分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。前記架橋剤は、例えば、炭酸亜鉛アンモニウムであってもよい。コーティングされた物品は、セルロース系材料を含む基材；及び基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層を含む。前記１又はそれ以上のコーティング層は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物から導かれてもよい。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。コーティングされた物品を形成する方法は、（１）セルロース系材料を含む基材を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階；（４）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（５）それにより前記コーティングされた物品を形成する段階を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、本発明は、（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物を提供する。
【０００７】
代替実施形態では、本発明は、（１）セルロース系材料を含む基材；及び（２）前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層を含むコーティングされた物品をさらに提供し、この際、前記コーティングは、（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含む、コーティング組成物から導かれる。
【０００８】
代替実施形態では、本発明は、（１）セルロース系材料を含む基材；及び（２）前記セルロース系基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在するコーティング組成物からなるコーティング適用製品を含むコーティングされた物品をさらに提供し、この際、前記コーティング組成物は、（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含む。
【０００９】
代替実施形態では、本発明は、（１）セルロース系材料を含む基材を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階；（４）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（５）それにより前記コーティングされた物品を形成する段階を含む、コーティングされた物品を形成する方法をさらに提供する。
【００１０】
代替実施形態では、本発明は、（１）１又はそれ以上のセルロース系繊維を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記１又はそれ以上のセルロース系繊維に添合する段階；（４）前記コーティング組成物が添合されている前記１又はそれ以上のセルロース系繊維をウェブに形成する段階；（５）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（６）それにより前記コーティングされたセルロース物品を形成する段階を含む、コーティングされた物品を形成する方法をさらに提供する。
【００１１】
代替実施形態では、本発明は、架橋剤が炭酸亜鉛アンモニウムであることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた製品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１２】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１３】
代替実施形態では、本発明は、エチレン系熱可塑性ポリマーが、エチレンと、プロピレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、ビニルアセテート、及び、Ｒが、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲで表される化合物からなる群より選択される、少なくとも１又はそれ以上のコモノマーとからなるα−オレフィンインターポリマーであることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１４】
代替実施形態では、本発明は、プロピレン系熱可塑性ポリマーが、プロピレンと、エチレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、及び、Ｒが、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲで表される化合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のコモノマーからなるα−オレフィンインターポリマーであることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた製品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１５】
代替実施形態では、本発明は、分散体が、分散体の総容積に基づいて少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと少なくとも１又はそれ以上の安定化剤を合計容積で２５〜７４容積％含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた製品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１６】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて１０重量％未満の前記溶液アクリルポリマーを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１７】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて５０重量％未満の前記エマルジョンポリマーラテックスを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１８】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、２〜１０重量％の前記炭酸亜鉛アンモニウムを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１９】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、２〜７重量％の前記炭酸亜鉛アンモニウムを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２０】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の総重量に基づいて少なくとも５０重量％の前記分散体を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２１】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて２〜１０重量％の前記溶液アクリルポリマーを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２２】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて１０〜５０重量％の前記エマルジョンポリマーラテックスを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２３】
代替実施形態では、本発明は、安定化剤が、部分的に又は完全に中和されたエチレン−酸共重合体を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２４】
代替実施形態では、本発明は、少なくとも一部の液状媒体が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択されるベースポリマーの融点温度に満たない範囲の温度で除去されることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２５】
代替実施形態では、本発明は、少なくとも一部の液状媒体が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択されるベースポリマーの融点温度より大きいか又はそれに等しい範囲の温度で除去されることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２６】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に、塗布、噴霧、押出、含浸、又はパディングによって局所的に適用されることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２７】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜５０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２８】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜４０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２９】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜３０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３０】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜２０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３１】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜１５ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３２】
代替実施形態では、本発明は、基材が、天然セルロース系繊維、合成セルロース系繊維、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上の繊維を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３３】
代替実施形態では、本発明は、セルロース系基材が、天然セルロース系繊維、合成セルロース系繊維、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３４】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、紙シート、板紙、段ボール箱、壁紙、又は写真等級紙であることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明は、コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのようなコーティングされた物品を形成する方法である。コーティング組成物は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含む。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。コーティング組成物は、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含んでもよい。コーティングされた製品は、セルロース系材料を含む基材；及び基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層を含む。１又はそれ以上のコーティング層は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物から導かれる。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。コーティングされた物品を形成する方法は、（１）セルロース系材料を含む基材を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階；（４）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（５）それによりコーティングされた物品を形成する段階を含む。
【００３６】
コーティング組成物
コーティング組成物は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含む。コーティング組成物は、架橋剤をさらに含んでもよい。コーティング組成物は、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含んでもよい。
【００３７】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも２０重量％の分散体を含んでもよい。少なくとも２０重量％の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも３０重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも４０重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも５０重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも５５重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも６５重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも７５重量％の分散体を含んでもよい。
【００３８】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、約２０重量％未満の架橋剤を含んでもよい。約２０重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、１〜１５重量％の架橋剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜１０重量％の架橋剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜７重量％の架橋剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、３〜７重量％の架橋剤を含んでもよい。
【００３９】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、約８０重量％未満の溶液アクリルポリマーをさらに含んでもよい。約８０重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜５０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜３０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜２０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、１０重量％未満の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜１０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜７重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい。
【００４０】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、約５０重量％未満のエマルジョンポリマーラテックスをさらに含んでもよい。約８０重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、１０〜５０重量％のエマルジョンポリマーラテックスを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２０〜４０重量％のエマルジョンポリマーラテックスを含んでもよい。
【００４１】
分散体
コーティング組成物は、分散体を含む。分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む。分散体は、１又はそれ以上の充填剤及び／あるいは１又はそれ以上の添加剤をさらに含んでもよい。分散体は好ましくは水性分散液であってもよい。
【００４２】
ベースポリマー
分散体は、少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーを含む。ベースポリマーは、例えば、エチレン系ポリマー、及びプロピレン系ポリマーからなる群より選択されるポリマーであってもよい。
【００４３】
選択された実施形態では、ベースポリマーは、エチレン−αオレフィン共重合体又はプロピレン−αオレフィン共重合体から形成される。特に、好ましい実施形態では、ベースポリマーは、１又はそれ以上の非極性ポリオレフィンを含む。
【００４４】
その他の選択された実施形態では、オレフィンブロック共重合体、例えば、エチレンマルチブロック共重合体、例えば国際公開番号ＷＯ２００５／０９０４２７号及び米国特許出願第１１／３７６，８３５号に記載されるものなどが、ベースポリマーとして用いられ得る。このようなオレフィンブロック共重合体は、
（ａ）１．７〜３．５のＭｗ／Ｍｎ、少なくとも１つの融点、Ｔｍ（単位は摂氏温度）、及び密度、ｄ、（単位はグラム／立方センチメートル）を有し、該Ｔｍ及びｄの数値は次の関係：
Ｔｍ＞−２００２．９＋４５３８．５（ｄ）−２４２２．２（ｄ）２
に相当する；又は
（ｂ）１．７〜３．５のＭｗ／Ｍｎを有し、かつ、融解熱、ΔＨ（単位はＪ／ｇ）及び最高ＤＳＣピークと最高ＣＲＹＳＴＡＦピークとの間の温度差として定義されるデルタ量、ΔＴ（単位は摂氏温度）を特徴とし、該ΔＴ及びΔＨの数値は次の関係：
ゼロより大きく１３０Ｊ／ｇ以下のΔＨについて、ΔＴ＞−０．１２９９（ΔＨ）＋６２．８１
１３０Ｊ／ｇよりも大きいΔＨについて、ΔＴ≧４８℃
を有し、該ＣＲＹＳＴＡＦピークは、累積ポリマーの少なくとも５％を用いて決定され、ポリマーの５％未満しか特定可能なＣＲＹＳＴＡＦピークを有さない場合には、ＣＲＹＳＴＡＦ温度は３０℃とする；又は
（ｃ）エチレン／α−オレフィンインターポリマーの圧縮成形フィルムで測定される３００％歪及び１サイクルでの弾性回復率、Ｒｅ（単位は％）を特徴とし、密度、ｄ（単位はグラム／立方センチメートル）を有し、該Ｒｅ及びｄの数値は、エチレン／α−オレフィンインターポリマーが架橋相を実質的に含まない場合に次の関係：
Ｒｅ＞１４８１−１６２９（ｄ）
を満たす；又は
（ｄ）ＴＲＥＦを用いて分画した場合に４０℃〜１３０℃の間で溶出する分子画分であって、同じ温度間で溶出する同程度のランダムエチレンインターポリマー画分のものよりも少なくとも５％高いモルコモノマー含量を有することを特徴とする画分を有し、前記同程度のランダムエチレンインターポリマーは、同じコモノマー（１又は複数）を有し、エチレン／α−オレフィンインターポリマーのものから１０％以内のメルトインデックス、密度、及びモルコモノマー含量（全ポリマーに基づく）を有する；あるいは
（ｅ）２５℃での貯蔵弾性率、Ｇ’（２５℃）、及び１００℃での貯蔵弾性率、Ｇ’（１００℃）、を有し、該Ｇ’（２５℃）のＧ’（１００℃）に対する比は、１:１〜９:１の範囲内である、
エチレン／α−オレフィンインターポリマーであってもよい。
【００４５】
エチレン／α−オレフィンインターポリマーはまた、
（ａ）ＴＲＥＦを用いて分画した場合に４０℃〜１３０℃の間で溶出する分子画分であって、少なくとも０．５であって約１までのブロックインデックス、約１．３より大きい分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有することを特徴とする画分を有するか；又は
（ｂ）ゼロより大きく約１．０までの平均ブロックインデックス及び約１．３より大きい分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有してもよい。
【００４６】
代替実施形態では、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びそれらの共重合体など、ならびにそれらのブレンド、ならびにエチレン−プロピレン−ジエンターポリマーをベースポリマーとして使用してもよい。一部の実施形態では、例示的なオレフィン系重合体としては、限定されるものではないが、Ｅｌｓｔｏｎに交付された米国特許第３，６４５，９９２号に記載される均質なポリマー；Ａｎｄｅｒｓｏｎに交付された米国特許第４，０７６，６９８号に記載される高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）；不均一に分枝した直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）；不均一に分枝した直鎖状超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）；均一に分枝した線状エチレン／α−オレフィン共重合体；均一に分枝した実質的に線状のエチレン／α−オレフィンポリマー（これは例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，２７２，２３６号及び同第５，２７８，２７２号に開示されるプロセスによって調製することができる）；ならびに高圧フリーラジカル重合エチレンポリマー及び共重合体、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などが挙げられる。
【００４７】
参照によりその各々のその全文が本明細書に組み込まれる米国特許第６，５６６，４４６号、同第６，５３８，０７０号、同第６，４４８，３４１号、同第６，３１６，５４９号、同第６，１１１，０２３号、同第５，８６９，５７５号、同第５，８４４，０４５号、又は同第５，６７７，３８３号に記載されるポリマー組成物も、ベースポリマーとして使用してもよい。当然、ポリマーのブレンドも同様に使用することができる。一部の実施形態では、ブレンドには、２種類の異なるチーグラー・ナッタポリマーが含まれる。その他の実施形態では、ブレンドには、チーグラー・ナッタとメタロセンポリマーのブレンドが含まれてもよい。さらにその他の実施形態では、本明細書で使用されるポリマーは、２種類の異なるメタロセンポリマーのブレンドである。その他の実施形態では、シングルサイト触媒から製造されたポリマーを使用してもよい。さらに別の実施形態では、ブロック又はマルチブロック共重合体を本発明の実施形態で使用してもよい。このようなポリマーとしては、ＷＯ２００５／０９０４２７号（２００４年３月７日出願の米国特許第６０／５５３，９０６号の優先権を有する）に記載され、特許請求されるポリマーが挙げられる。
【００４８】
一部の特定の実施形態では、ベースポリマーは、プロピレン系共重合体もしくはインターポリマーである。一部の実施形態では、プロピレン／エチレン共重合体もしくはインターポリマーは、実質的にアイソタクチックなプロピレン配列を有することを特徴とする。用語「実質的にアイソタクチックなプロピレン配列」及び同様の用語は、その配列の１３Ｃ ＮＭＲにより測定されるアイソタクチックトライアッド（ｍｍ）が約０．８５より大きい、好ましくは約０．９０より大きい、より好ましくは約０．９２より大きい、最も好ましくは約０．９３より大きいことを意味する。アイソタクチックトライアッドは当分野で周知であり、例えば、米国特許第５，５０４，１７２号及びＷＯ００／０１７４５号に記載されており、それらは１３Ｃ ＮＭＲスペクトルにより決定される共重合体分子鎖中のトライアッド単位に関してアイソタクチック配列に言及している。
【００４９】
その他の特定の実施形態では、ベースポリマーは、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）系ポリマーであってもよい。その他の実施形態では、ベースポリマーは、エチレン−メチルアクリレート（ＥＭＡ）系ポリマーであってもよい。その他の特定の実施形態では、エチレン−αオレフィン共重合体は、エチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、又はエチレン−オクテン共重合体もしくはインターポリマーであってもよい。その他の特定の実施形態では、プロピレン−αオレフィン共重合体は、プロピレン−エチレン又はプロピレン−エチレン−ブテン共重合体もしくはインターポリマーであってもよい。
【００５０】
ある種の実施形態では、ベースポリマーは、密度が０．８６３〜０．９１１ｇ／ｃｃの間、メルトインデックス（重さ２．１６ｋｇで１９０℃）が０．１〜１００ｇ／１０分であるエチレン−オクテン共重合体もしくはインターポリマーであり得る。その他の実施形態では、エチレン−オクテン共重合体は、密度が０．８６３〜０．９０２ｇ／ｃｍ３の間、メルトインデックス（２．１６ｋｇ負荷下、１９０℃で測定）が０．８〜３５ｇ／１０分であってもよい。
【００５１】
ある種の実施形態では、ベースポリマーは、５〜２０重量％のエチレン含量及び０．５〜３００ｇ／１０分のメルトフローレート（２．１６ｋｇ負荷下、２３０℃で測定）を有するプロピレン−エチレン共重合体もしくはインターポリマーであり得る。その他の実施形態では、プロピレン−エチレン共重合体もしくはインターポリマーは、９〜１２重量％の間のエチレン含量及び１〜１００ｇ／１０分のメルトフローレート（２．１６ｋｇ負荷下、２３０℃で測定）を有し得る。
【００５２】
ある種のその他の実施形態では、ベースポリマーは、０．９１１〜０．９２５ｇ／ｃｍ３の間の密度及び０．１〜１００ｇ／１０分のメルトインデックス（２．１６ｋｇ負荷下、１９０℃で測定）を有する低密度ポリエチレンであってもよい。
【００５３】
その他の実施形態では、ベースポリマーは、５０％未満の結晶化度を有し得る。例えば、ベースポリマーの結晶化度は、５〜３５％であってもよい；又は代替形態では、結晶化度は７〜２０％の範囲であってもよい。
【００５４】
ある種のその他の実施形態では、ベースポリマーは、１１０℃未満の融点を有し得る。例えば、融点は、２５〜１００℃であってもよい；又は代替形態では、融点は、４０〜８５℃の間であってもよい。
【００５５】
ある種の実施形態では、ベースポリマーは、２０，０００ｇ／モルより大きい重量平均分子量を有し得る。例えば、重量平均分子量は、２０，０００〜１５０，０００ｇ／モル；又は代替形態では、５０，０００〜１００，０００ｇ／モルであってもよい。
【００５６】
１又はそれ以上のベースポリマー、例えば、熱可塑性樹脂は、水性分散液の中に１重量％〜９６重量％の量で含まれてもよい。例として、１又はそれ以上のベースポリマー、例えば、熱可塑性樹脂は、水性分散液中に１０重量％〜７０重量％、例えば２０％〜５０重量％の量で存在してもよい。
【００５７】
当業者であれば、上記リストが例示的なベースポリマーの非包括的なリストであることを理解するであろう。本発明の範囲が、特許請求の範囲によってのみ制限されることは理解されるであろう。
【００５８】
安定化剤
分散体は、安定な分散体又はエマルジョンの形成を促進するために、少なくとも１又はそれ以上の安定化剤（本明細書において分散剤とも呼ばれる）をさらに含んでもよい。選択された実施形態では、安定化剤は、界面活性剤、ポリマー（上に詳述されるベースポリマーとは異なる）、又はそれらの混合物であってもよい。ある種の実施形態では、安定化剤は、極性基をコモノマーか又はグラフトされたモノマーとして有する極性ポリマーであり得る。例示的な実施形態では、安定化剤は、極性基をコモノマーか又はグラフトされたモノマーとして有する１又はそれ以上の極性ポリオレフィンを含む。例示的なポリマー安定化剤としては、限定されるものではないが、エチレン−アクリル酸（ＥＡＡ）及びエチレン−メタクリル酸共重合体、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓから市販されているＮＵＣＲＥＬ（商標）、及びＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＥＳＣＯＲ（商標）などの商標で入手可能なもの、ならびに、米国特許第４，５９９，３９２号、同第４，９８８，７８１号、及び同第５，９３８，４３７号に記載されるものが挙げられ、その各々は参照によりその全文が本明細書に組み込まれる。その他の例示的なポリマー安定化剤としては、限定されるものではないが、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）共重合体、エチレンメチルメタクリレート（ＥＭＭＡ）、及びエチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ）が挙げられる。その他のエチレン−カルボン酸共重合体も使用してもよい。当業者であれば、多数のその他の有用なポリマーも使用してもよいことを理解するであろう。
【００５９】
使用してもよいその他の安定化剤としては、限定されるものではないが、１２〜６０個の炭素原子を有する長鎖脂肪酸又は脂肪酸塩が挙げられる。その他の実施形態では、長鎖脂肪酸又は脂肪酸塩は、１２〜４０個の炭素原子を有し得る。
【００６０】
ポリマーの極性基が本来酸性又は塩基性である場合、そのポリマー安定化剤を中和剤を用いて部分的に又は完全に中和して対応する塩を形成してもよい。ある種の実施形態では、安定化剤、例えば長鎖脂肪酸又はＥＡＡの中和は、モルベースで２５〜２００％であってもよい；又は代替形態では、それはモルベースで５０〜１１０％であってもよい。例えば、ＥＡＡに関して、中和剤は塩基、例えば例として水酸化アンモニウム又は水酸化カリウムなどであってもよい。その他の中和剤には、例として水酸化リチウム又は水酸化ナトリウムを含めることができる。別の代替形態では、中和剤は、例として、任意のアミン、例えばモノエタノールアミン、又は２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）などであってもよい。当業者であれば、適当な中和剤の選定が、配合される特定の組成物に依存すること、及び、そのような選択が当業者の知識の範囲内であることを理解するであろう。
【００６１】
本発明の実施において有用であり得るさらなる安定化剤としては、限定されるものではないが、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤が挙げられる。陰イオン性界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、スルホン酸塩、カルボン酸塩、及びリン酸塩が挙げられる。陽イオン性界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、第四級アミンが挙げられる。非イオン性界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、エチレンオキシド及びシリコーン界面活性剤を含有するブロック共重合体が挙げられる。本発明の実施において有用な安定化剤は、外部界面活性剤か又は内部界面活性剤のいずれかであり得る。外部界面活性剤は、分散体調製の間に化学的に反応してベースポリマーの中に入らない界面活性剤である。本明細書において有用な外部界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、ドデシルベンゼンスルホン酸の塩及びラウリルスルホン酸塩が挙げられる。内部界面活性剤は、分散体調製の間に化学的に反応してベースポリマーの中に入ってくる界面活性剤である。本明細書において有用な内部界面活性剤の例としては、２，２−ジメチロールプロピオン酸及びその塩が挙げられる。
【００６２】
ある種の実施形態では、分散剤又は安定化剤は、使用するベースポリマー（又はベースポリマー混合物）の量に基づいて、ゼロより大きく６０重量％までの範囲の量で用いられ得る。例えば、長鎖脂肪酸又はその塩は、ベースポリマーの量に基づいて０．５〜１０重量％使用されてもよい。その他の実施形態では、エチレン−アクリル酸又はエチレン−メタクリル酸共重合体は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．０１〜６０重量％の量で使用されてもよい；又は代替形態では、エチレン−アクリル酸又はエチレン−メタクリル酸共重合体は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．５〜６０重量％の量で使用されてもよい。さらにその他の実施形態では、スルホン酸塩は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．０１〜６０重量％の量で使用されてもよい；又は代替形態では、スルホン酸塩は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．５〜１０重量％の量で使用されてもよい。
【００６３】
使用する安定化剤の種類及び量は、分散体を添合して形成されたセルロース系物品の最終特性にも影響を及ぼし得る。例えば、改良された油及びグリース耐性を有する物品に、ベースポリマーの総量に基づいて１０〜５０重量％の量でエチレン−アクリル酸共重合体又はエチレン−メタクリル酸共重合体を有する界面活性剤パッケージを添合してもよい。類似の界面活性剤パッケージを、改良された強度又は軟度が望ましい最終特性である場合に使用してもよい。もう一つの例として、改良された耐水性又は耐湿性を有する物品に、両方ともベースポリマーの総量に基づいて、０．５〜５重量％の量の長鎖脂肪酸、又は１０〜５０重量％の量のエチレン−アクリル酸共重合体を利用する界面活性剤パッケージを添合してもよい。その他の実施形態では、界面活性剤又は安定化剤の最小量は、ベースポリマーの総量に基づいて、少なくとも１重量％であるべきである。
【００６４】
液状媒体
分散体は、液状媒体をさらに含む。液状媒体は、任意の媒体であってもよい；例えば、液状媒体は水であってもよい。分散体の含水量は、好ましくは、固形分（ベースポリマー＋安定化剤）が１％〜７４容積％の間であるように制御されてもよい。特定の実施形態では、固形分の範囲は１０％〜７０容積％の間であってもよい。その他の特定の実施形態では、固形分の範囲は２０％〜６０容積％の間である。ある種のその他の実施形態では、固形分の範囲は、３０％〜５５容積％である。
【００６５】
分散体のための充填剤
分散体は、１又はそれ以上の充填剤をさらに含んでもよい。分散体は、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた重量１００部あたり０．０１〜６００重量部の１又はそれ以上の充填剤を含む。ある種の実施形態では、分散体中に添加されている充填剤は、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた重量１００部あたり０．０１〜２００重量部の１又はそれ以上の充填剤であってもよい。充填剤材料には、従来の充填剤例えば、ミルドガラス、炭酸カルシウム、アルミニウム三水和物、タルク、三酸化アンチモン、フライアッシュ、クレイ（例としてベントナイト又はカオリンクレイなど）、又はその他の公知の充填剤などが含まれ得る。
【００６６】
分散体のための添加剤
分散体は、添加剤をさらに含んでもよい。このような添加剤は、本発明の範囲を逸脱することなく分散体中で使用されるベースポリマー、安定化剤、又は充填剤とともに用いられてもよい。例えば、添加剤としては、限定されるものではないが、湿潤剤、界面活性剤、帯電防止剤、消泡剤、粘着防止剤、ワックス−分散色素（wax-dispersion pigments）、中和剤、増粘剤、相溶化剤、光沢剤、レオロジー改質剤、殺生物剤、殺真菌薬、及び当業者に公知のその他の添加剤を挙げることができる。
【００６７】
分散体配合物
例示的な分散体配合物には、ベースポリマー（少なくとも１種の非極性ポリオレフィンを含んでもよい）、安定化剤（少なくとも１種の極性ポリオレフィンを含んでもよい）、水、及び所望により１又はそれ以上の充填剤及び又は添加剤が含まれてもよい。ベースポリマー及び安定化剤に関して、ある種の実施形態では、少なくとも１つの非極性ポリオレフィンは、分散体中のベースポリマー及び安定化剤の総量に基づいて、３０％〜９９重量％の間を占めてもよく；又は代替形態では、少なくとも１種の非極性ポリオレフィンは、分散体中のベースポリマー及び安定化剤の総量に基づいて、５０％〜８０重量％の間を占めてもよく；又はもう一つの(anther)代替形態では、１又はそれ以上の非極性ポリオレフィンは、分散体中のベースポリマー及び安定化剤の総量に基づいて、約７０重量％を占めてもよい。
【００６８】
充填剤に関しては、一般に、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、０より多く６００部までの量である。選択された実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、５０〜２５０部である。選択された実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、１０〜５００部の間である。さらにその他の実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、２０〜４００部の間である。その他の実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、０〜２００部の間である。
【００６９】
これらの固体材料、すなわちベースポリマー及び安定化剤は、液体媒質中に分散していることが好ましく、ある種の実施形態では、その液体媒質は水である。ある種の実施形態では、十分な中和剤を添加して、ｐＨを４〜１４の範囲に維持する。ある種のその他の実施形態では、十分な塩基を添加して、ｐＨを６〜１１の範囲に維持する；ある種のその他の実施形態では、ｐＨは８〜１０．５の範囲内であってもよい。分散体の含水量は、固形分（ベースポリマー＋安定化剤）が１％〜７４容積％の間であるように制御されることが好ましい。もう一つの実施形態では、固形分は、２５％〜７４容積％の間である。特定の実施形態では、固形分の範囲は、１０％〜７０重量％の間であってもよい。その他の特定の実施形態では、固形分の範囲は、２０％〜６０重量％の間である。ある種のその他の実施形態では、固形分の範囲３０％〜５５重量％の間である。
【００７０】
ある種の実施形態では、セルロース系基材及びセルロース系基材の少なくとも１つの表面上のコーティング組成物の、少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと少なくとも１又はそれ以上の安定化剤を合わせた量は、１００重量部のセルロース系基材あたり１０〜１５０部の範囲内であってもよい。その他の実施形態では、セルロース系基材及びセルロース構造の少なくとも１つの表面上のコーティング組成物の、充填剤を合わせた量は、１００重量部のセルロース系基材あたり１０〜６００部の範囲、又は代替形態では、その他の実施形態では１０〜３００部であってもよい。
【００７１】
水性分散液は、０．０１〜５．０μｍの間、又は代替形態では０．１〜５．０μｍの平均粒度を有することを特徴とし得る。その他の実施形態では、水性分散液は０．５μｍ〜２．７μｍの平均粒度を有し得る。その他の実施形態では、０．８μｍ〜１．２μｍを有し得る。語句「平均粒度」とは、本明細書において、容積平均粒度を指す。粒度を測定するためには、例として、レーザー回折法を用いてもよい。本説明において粒度とは、分散体中のポリマーの直径を指す。球形でないポリマー粒子に関して、粒子の直径は粒子の長軸と短軸の平均である。粒度は、Ｂｅｃｋｍａｎ−Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０レーザー回折粒度分析器又はその他の適した装置で測定することができる。
【００７２】
水性分散液は、界面活性剤、起泡剤、分散剤、増粘剤、難燃剤、色素、帯電防止剤、強化用繊維、消泡剤、粘着防止剤、ワックス分散剤、酸化防止剤、中和剤、レオロジー改質剤、防腐剤、殺生物剤、酸捕捉剤、湿潤剤などをさらに含んでもよい。本発明の目的には任意選択であるが、その他の成分も製造工程中及び製造工程後の製品安定性のために非常に有利であり得る。
【００７３】
その上、水性分散液には、所望により充填剤湿潤剤がさらに含まれてもよい。充填剤湿潤剤は、一般に充填剤とポリオレフィン分散体をより適合させるのに役立ち得る。有用な湿潤剤としては、リン酸塩、例えばナトリウムヘキサメタホスフェートが挙げられる。充填剤湿潤剤は、１００重量部の充填剤あたり少なくとも約０．５部の濃度で水性分散液中に含まれ得る。
【００７４】
さらに、水性分散液には、所望により増粘剤がさらに含まれてもよい。増粘剤は、低粘性分散体の粘度を増加させるために本発明において有用であり得る。本発明の実施における使用に適した増粘剤は、当分野で公知の任意のもの、例えば、例としてポリ−アクリレート型増粘剤又は関連非イオン性増粘剤、例えば、修飾セルロースエーテルなどであり得る。例えば、適した増粘剤としては、ＡＬＣＯＧＵＭ（商標）ＶＥＰ−ＩＩ（Ａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標）、ＲＨＥＯＶＩＳ（商標）及びＶＩＳＣＡＬＥＸ（商標）（Ｃｉｂａ Ｃｅｉｇｙの商標）、ＵＣＡＲ（登録商標）増粘剤１４６、又はＥＴＨＯＣＥＬ（商標）又はＭＥＴＨＯＣＥＬ（商標）（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標）及びＰＡＲＡＧＵＭ（商標）２４１（Ｐａｒａ−Ｃｈｅｍ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ，Ｉｎｃ．の商標）、又はＢＥＲＭＡＣＯＬ（商標）（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌの商標）又はＡＱＵＡＬＯＮ（商標）（Ｈｅｒｃｕｌｅｓの商標）又はＡＣＵＳＯＬ（登録商標）（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓの商標）が挙げられる。増粘剤は、所望の粘度の分散体を調製するために必要な任意の量で使用することができる。
【００７５】
したがって、分散体の最終的な粘度は制御可能である。従来手段で所定量の充填剤を含む分散体へ増粘剤を添加して、必要な粘度を得ることができる。従って分散体の粘度は、適度な増粘剤投入（１００ｐｈｒの水性ポリマー分散体に基づいて４％まで、好ましくは３％未満）によって、＋３０００ｃＰ（２０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄスピンドル４）に達し得る。記載される出発ポリマー分散体の初期粘度は、充填剤と添加剤との配合前に、２０〜１０００ｃＰ（室温にて５０ｒｐｍのスピンドルＲＶ３を用いて測定したＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度）の間である。さらにより好ましくは、分散体の出発粘度は、１００〜６００ｃＰの間であり得る。
【００７６】
同様に、本明細書において用いられる水性分散液は、充填剤をベースポリマー／安定化剤に添加した場合のその安定性を特徴とする。この文脈において、安定性とは、結果として得られる水性ポリオレフィン分散体の粘度の安定性を指す。安定性を試験するため、所定期間にわたって粘度を測定する。好ましくは、２０℃で測定される粘度は、周囲温度で保存される場合、２４時間の期間にわたって元の粘度の＋／−１０％のままであるべきである。
【００７７】
本発明の水性分散液は、平均粒度が０．０１〜５μｍ、例えば、０．１〜５μｍの粒子を含んでもよい。
【００７８】
例示的な水性分散液は、例として、米国特許出願公開第２００５／０１００７５４号、同第２００５／０１９２３６５号、ＰＣＴ公開第ＷＯ２００５／０２１６３８号、及び同第ＷＯ２００５／０２１６２２号に開示されており、それらは全て参照により本明細書に組み込まれる。
【００７９】
分散体の形成
水性分散液は、当業者の認める多数の方法によって形成することができる。ある種の実施形態では、水性分散液は、例えば、分散体が、参照によりその全文が本明細書に組み込まれるＷＯ２００５０２１６３８号に記載される手順に従って形成される、開示される技法を用いて形成されてもよい。
【００８０】
特定の実施形態では、ベースポリマー、安定化剤、及び所望により充填剤を、押出機内で水及び中和剤、例えばアンモニア、水酸化カリウム、又は前記２種類の組合せなどとともに溶融混練して分散体化合物を形成する。当業者であれば多数のその他の中和剤を使用してもよいことを理解するであろう。一部の実施形態では、充填剤は、ベースポリマーと安定化剤をブレンドした後に添加してもよい。一部の実施形態では、分散体は最初に１〜３重量％の水を含むように希釈され、次に、その後約２５重量％よりも多くの水を含むようにさらに希釈される。
【００８１】
当分野で公知の任意の溶融混練手段を使用してもよい。一部の実施形態では、混練機、ＢＡＮＢＵＲＹ（登録商標）ミキサー、一軸スクリュー押出機、又は多軸スクリュー押出機が使用される。本発明に従って分散体を製造するためのプロセスは特に制限されない。一つの例示的なプロセスは、上記の成分を米国特許第５，７５６，６５９号及び同第６，４５５，６３６号に従って溶融混練することを含むプロセスである。
【００８２】
例えば、押出機（ある種の実施形態では二軸スクリュー押出機）は、背圧レギュレーター、溶融ポンプ、又はギアポンプに連結される。例示的な実施形態はまた、ベースリザーバ及び初期水リザーバも提供し、その各々にはポンプも含まれる。所望の量のベース及び初期水は、それぞれベースリザーバ及び初期水リザーバから供給される。任意の適したポンプを使用してもよいが、一部の実施形態では、２４０バールの圧力で約１５０ｃｃ／分の流れを供給するポンプを用いて、ベース及び初期水が押出機に供給される。その他の実施形態では、液体注入ポンプは、２００バールで３００ｃｃ／分又は１３３バールで６００ｃｃ／分の流れを供給する。一部の実施形態では、ベース及び初期水は予熱機で予熱される。
【００８３】
ペレット、粉末、又はフレークの形態の樹脂は、フィーダーから押出機の注入口に供給され、そこで樹脂は溶融又は配合される。一部の実施形態では、分散剤は、樹脂を通じて、かつその樹脂とともに樹脂に添加され、その他の実施形態では、分散剤は別々に二軸スクリュー押出機に供給される。次に、樹脂溶融物は、押出機の混合及び運搬ゾーンから乳化ゾーンに運ばれ、そこで水及びベースリザーバから初期量の水及びベースが注入口を通じて添加される。一部の実施形態では、分散剤は、追加として、又は独占的に水流に添加されてもよい。一部の実施形態では、乳化した混合物は、押出機の希釈及び冷却ゾーンにおいて、水リザーバから注入口を通じて追加の水でさらに希釈される。一般に、分散体は冷却ゾーンにおいて少なくとも３０重量％の水に希釈される。加えて、希釈した混合物は所望の希釈レベルが達成されるまで何回でも希釈してもよい。一部の実施形態では、水は二軸スクリュー押出機の中に添加されるのではなく、むしろ溶融物が押出機から出た後に樹脂溶融物を含有する流れに添加される。このようにして、押出機内で形成される蒸気圧が排除される。
【００８４】
特定の実施形態では、フォームの形態の水性分散液を利用することが望ましい場合がある。フォームを調製する場合、水性分散液を泡立てることが好ましい場合が多い。本発明の実施に際して、ガスを起泡剤として使用することが好ましい。適した起泡剤の例としては、限定されるものではないが、ガス及び／又はガスの混合物、例えば、空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウムなどが挙げられる。特に好ましいものは、空気を起泡剤として使用することである。起泡剤は、一般にガスの液体の中への機械的導入により導入されて、泡が形成される。この技法は機械的起泡として公知である。起泡した水性分散液を調製する際、装置、例えば、ＯＡＫＥＳ、ＭＯＮＤＯ、又はＦＩＲＥＳＴＯＮＥ起泡器などを用いて全ての成分を混合した後、空気又はガスを混合物の中にブレンドすることが好ましい。
【００８５】
安定な泡を調製するために有用な界面活性剤は、本明細書においてフォーム安定剤と呼ばれる。フォーム安定剤は本発明の実施において有用である。当業者であれば、多数のフォーム安定剤を使用することができることを理解するであろう。フォーム安定剤としては、例えば、スルフェート、スクシナメート、及びスルホスクシナメートを挙げることができる。
【００８６】
架橋剤
コーティング組成物は、架橋剤をさらに含む。このような架橋剤としては、限定されるものではないが、金属塩が挙げられる。架橋は、ただ単に、本発明のコーティング組成物の乾燥の間の水の除去により起こる。適した架橋剤としては、限定されるものではないが、多価金属化合物、例えば硝酸クロム、酢酸亜鉛、硫酸亜鉛、酸化亜鉛などが挙げられる。例示的な架橋剤としては、限定されるものではないが、ＺＡＣ（炭酸亜鉛アンモニウム）、ＫＺＣ（炭酸カリウムジルコニウム）及びＡＺＣ（炭酸アンモニウムジルコニウム）が挙げられる。金属架橋剤を用いてもよい。例示的な多価金属としては、限定されるものではないが、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、クロム、亜鉛、アルミニウム、あるいは任意のそれらの２又はそれ以上の混合物が挙げられる。ジルコニウムは金属架橋剤として特によく適している。金属架橋剤は、一般に、アンモニア、アセテート、プロピオネート、スルフェート、カルボネート、ニトラート、ホスフェート、タルトラート、アセチルアセトネート、オキシド、あるいは任意のそれらの２又はそれ以上の混合物の塩又は複合体である。従って、例示的な金属架橋剤としては、炭酸アンモニウムジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトナート、酢酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、リン酸ジルコニウム、炭酸カリウムジルコニウム、リン酸ジルコニウムナトリウム、酒石酸ジルコニウム、酸化亜鉛、ならびに上記多価金属及び対イオンのその他の組合せが挙げられる。同様に、有機チタネート、例えばチタンアセチルアセトナート及びチタンラクテートキレートなどを使用することができる。架橋剤は、好ましくは炭酸亜鉛アンモニウムであってもよい。
【００８７】
溶液アクリルポリマー
コーティング組成物は、所望により溶液アクリルポリマーを含んでもよい。このような溶液アクリルポリマーは、一般に水溶液樹脂である。溶液アクリルポリマーは、例として、配合物の総重量に基づいて２〜１５重量％のアクリル系樹脂を含み得る。特に好ましいアクリル樹脂は、アクリル溶液樹脂、例えばＳ．Ｃ Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｓｏｎ，Ｉｎｃ．により製造されるＪｏｎｃｒｙｌ（登録商標）６０、Ｍｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．により製造されるＭｏｒｃｒｙｌ（登録商標）１３２及び１５０；スチレン化アクリルエマルジョン樹脂、例えばＳ．Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｓｏｎ，Ｉｎｃ．により製造されるＪｏｎｃｒｙｌ（登録商標）８９及び１３０、Ｍｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．により製造されるＬｕｃｉｄｅｎｅ（登録商標）６０２、及びＢ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈにより製造されるＺｉｎｐｏｌ（登録商標）４６０である。これらの樹脂は、一般にその水溶解度を高めるためにアンモニアで中和される。好ましいアクリル溶液樹脂は、Ｍｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．により製造されるＭｏｒｃｒｙｌ（登録商標）１３２である。
【００８８】
エマルジョンポリマーラテックス
コーティング組成物は、所望によりエマルジョンポリマーラテックスを含んでもよい。このようなエマルジョンポリマーラテックスは、少なくとも１種類の合成ラテックスを含んでもよい。合成ラテックスは、一般に１又はそれ以上のモノマーの乳化重合により調製されるポリマー粒子の水性分散液として公知である。ラテックスは、単峰性又は多峰性、例えば二峰性の粒度分布を有し得る。ラテックスの混合物又はブレンドを用いることができる。
【００８９】
本発明の一実施形態では、ラテックスのポリマーは共重合体、すなわち少なくとも２種類のモノマーから形成されたポリマーである。ラテックスは、単一の共重合体を含んでもよいし、１よりも多くの共重合体を含んでもよい。有利には、ラテックスのポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０℃〜１００℃である。
【００９０】
本発明の実施に際して、単独で有用な共重合体は、ブレンドにおいてのみ有用な共重合体とは対照的に、約−１０℃以上、好ましくは少なくとも約０℃のＴｇを有することが望ましい。望ましくは、共重合体のＴｇは、約５０℃以下、好ましくは約４０℃までである。一般に好ましい範囲は０℃〜４０℃である。本発明の組成物の共重合体のＴｇは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定される。
【００９１】
本発明の水性コーティング組成物のラテックス成分には広い範囲のモノマー組成物が有用であるが、特定の実施形態では、共重合体は、それが調製される重合混合物中に存在するエチレン性不飽和モノマーの群に架橋モノマーが存在しないために、架橋されていないことが好ましい。つまり、この実施形態では、共重合体が、架橋モノマー又は一部のその他の架橋剤の不在下で重合により製造されることが望ましい。
【００９２】
代替実施形態では、共重合体は軽く架橋されていることが望ましい。これは、共重合体を調製する重合混合物中に、多官能性であり、架橋剤としての有用性が公知のモノマー、例えば、例としてジビニルベンゼン又はアリル（メタ）アクリレートなどを封入することにより達成され得る。この特定の実施形態では、架橋モノマーの共重合体中の含量は約２重量％以下、好ましくは０．００１〜２重量％、より好ましくは０．０１〜１．５重量％、さらにより好ましくは０．１〜１重量％であることが好ましく、前記重量百分率は、重合混合物中のモノマーの総重量に基づく。
【００９３】
幅広い種類のモノマーを用いて本発明の組成物中での使用に適した共重合体を調製してもよい。主に（メタ）アクリレートモノマーを含む（メタ）アクリレート共重合体が、望ましい種類の共重合体の一つである。
【００９４】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスの目的において、用語「（メタ）」は、メチル置換化合物が、その用語により修飾される化合物のクラスの中に含まれていることを示す。例えば、用語（メタ）アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸を表す。
【００９５】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスに関連して、本明細書において用語「（メタ）アクリレート共重合体」とは、重合形態で少なくとも８０重量％の（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーを含む共重合体を意味する。好ましい実施形態では、共重合体は重合形態で少なくとも９０重量％の（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーを含むが、さらにより好ましいのは、共重合体が重合形態で少なくとも９５重量％の（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーを含む実施形態である。
【００９６】
非常に好ましい実施形態では、共重合体は純粋な（メタ）アクリレートであるか、又は非（メタ）アクリレートシードの封入を除く純粋な（メタ）アクリレートである。これらの共重合体は、本質的に（メタ）アクリレートモノマーから、又は（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーからなることが望ましい。
【００９７】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスに関連して、本明細書において用語「（メタ）アクリレートモノマー」とは、本発明の組成物における使用に適した（メタ）アクリレート共重合体を調製するために使用されるモノマーを含むことを意味する。それに含まれるものは、従来公知のアクリレート、例えば、例として、式ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＲで表されるアクリル酸のアルキルエステル、及び、式ＣＨ２＝ＣＣＨ３ＣＯＯＲで表されるメタクリル酸のアルキルエステルである（式中、Ｒは、１〜１６個の炭素原子を含むヒドロカルビルもしくは置換ヒドロカルビル基である）。用語「（メタ）アクリル酸モノマー」とはアクリル酸、メタクリル酸及びそれらの置換誘導体を含むことを意味する。
【００９８】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスに関連して、本明細書において用語「（メタ）アクリレートモノマー」とは本明細書において、モノビニルアクリレート及びメタクリレートモノマーを含むことも意味する。（メタ）アクリル酸塩には、エステル、アミド及びそれらの置換誘導体が含まれ得る。一般に、好ましい（メタ）アクリレートは、Ｃ１−Ｃ８アルキルアクリレート及びメタクリレートである。
【００９９】
適した（メタ）アクリレートの例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート及びイソオクチルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレートならびに２−ヒドロキシエチルアクリレート及びアクリルアミドが挙げられる。好ましい（メタ）アクリレートは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、メチルメタクリレート及びブチルメタクリレートである。その他の適したモノマーとしては、低級アルキルアクリレート及びメタクリレートが挙げられ、それにはアクリル酸及びメタクリル酸エステルモノマー：メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、フェニルメタクリレートが挙げられる。
【０１００】
ポリマー中の成分としての使用に適したモノマーは、そのモノマーから調製されるホモポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）に応じて、「ハード」又は「ソフト」モノマーと分類される場合が多い。本明細書において、ハードモノマーは、そのホモポリマーに関して４０℃よりも大きいＴｇを有するとして特徴づけられ、一方ソフトモノマーは、そのホモポリマーに関して４０℃又はそれ未満のＴｇを有するとして特徴づけられる。好ましいハード（メタ）アクリレートモノマーはメチルメタクリレートである。
【０１０１】
ソフト非官能性（メタ）アクリレートモノマーは、次式：
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素及びメチルからなる群より選択され、Ｒ２は、アルキル基であり、好ましくは約１５個までの炭素原子を有する）を有する。本明細書及び特許請求の範囲に用いられる用語「アルキル」とは、分枝しても分枝していなくてもよい、環状及び非環状飽和炭化水素基を意味する。例示的なソフト非官能性アクリルモノマーとしては、限定されるものではないが、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレートが挙げられる。ブチルアクリレートが好ましいソフト非官能性モノマーである。
【０１０２】
しばしば（メタ）アクリレートに分類される適した非エステルモノマーはニトリルである。好ましいニトリルモノマーはアクリロニトリルである。
【０１０３】
本発明の（メタ）アクリレート共重合体のさらに非常に好ましい実施形態は、（メタ）アクリレートモノマーでないその他のコモノマーを約５重量％まで含んでもよいが、その他の実施形態は、その他のコモノマーとして１０重量％程度の量又はさらに２０重量％程度の量の（メタ）アクリレートモノマーでないモノマーを含んでもよい。本発明のこれらの共重合体において有用なその他のモノマーとしては、ビニル芳香族モノマー、脂肪族共役ジエンモノマー、モノエチレン性不飽和カルボン酸モノマー、ビニルアセテートモノマー、ビニリデンハライドモノマー及びビニルハライドモノマーが挙げられる。本発明での使用に適した一部のその他の望ましい共重合体において、重合混合物のモノマーには、１〜約４０重量％の１又はそれ以上の（メタ）アクリレートモノマーが含まれる。
【０１０４】
本明細書及び特許請求の範囲に用いられる、「ビニル芳香族モノマー」は、少なくとも１つの芳香環及び、ビニル不飽和を有する少なくとも１つの脂肪族含有部分を含有する任意の有機化合物として定義され；提供される。ビニル芳香族モノマーの例としては、スチレン、ｐ−メチルスチレン、メチルスチレン、ｏ，ｐ−ジメチルスチレン、ｏ，ｐ−ジエチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、イソプロピルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、ｏ−メチル−ｐ−イソプロピルスチレン、ｏ，ｐ−ジクロロスチレン、及びそれらの混合物が挙げられる。好ましいビニル芳香族モノマーは、スチレン及びビニルトルエンであり；その商業的入手性及び低コストのため、スチレンがより好ましいビニル芳香族モノマーである。
【０１０５】
用語「共役ジエンモノマー」は、本明細書において、化合物、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、及び４−メチル−１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、ピペリレン（１，３−ペンタジエン）、ならびに１，３−ブタジエンのその他の炭化水素類似体などを含むことが意図される。好ましいアルカジエンモノマーは、１，３−ブタジエンである。脂肪族共役ジエンに含められるその他のモノマーは、ハロゲン化合物、例えば、例として２−クロロ−１，３−ブタジエンなどである。
【０１０６】
ビニル基のモノマー、例えば、例として「ハロゲン化ビニリデン」及び「ハロゲン化ビニル」などは、本発明の共重合体に含まれるのに適しており、それには、例えば、塩化ビニリデン及び塩化ビニルが挙げられ、それらは非常に好ましい。ビニリデンブロミド及びビニルブロミドも用いることができる。ビニル基の中のその他のビニルモノマーは、ビニルアセテートである。
【０１０７】
適したα，β−エチレン性不飽和脂肪族カルボン酸モノマーは、少なくとも１つのカルボキシル基に対してエチレン性不飽和α−βを有するモノエチレン性不飽和モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸、ならびにより多くの数のカルボキシル基を有する類似のモノマーである。カルボキシル基が酸又は塩形態（Ｍが陽イオン、例えば、アンモニウム、水素又は金属、例えば、ナトリウム又はカリウムを表す、−ＣＯＯＭ）で存在してもよく、周知の簡単な手順によって容易に相互変換可能であることは理解される。
【０１０８】
α，β−エチレン性不飽和脂肪族カルボン酸の具体例は、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、アコニット酸、様々なα−置換アクリル酸、例えば、α−エタクリン酸、α−プロピルアクリル酸及びα−ブチルアクリル酸などである。非常に好ましい酸モノマーは、アクリル酸及びメタクリル酸である。
【０１０９】
上述の共重合体において望ましいか又は好ましい酸モノマーの量に関して、水溶液中ｐＫａで示されるモノマーの酸強度と、共重合体に含まれることが望ましい酸モノマーの量に関して、トレードオフが存在すると思われる。相対的に弱い酸モノマーに関してはより多い酸含量ほど許容され、かつ望ましいが、相対的に強い酸モノマーに関しては、共重合体の酸含量は少ないほど望ましい。
【０１１０】
好ましい実施形態では、共重合体中のα，β−エチレン性不飽和脂肪族カルボン酸モノマーの含量は、望ましくは０〜４重量％、より好ましくは０．２〜３重量％、さらにより好ましくは０．３〜２重量％の範囲である。
【０１１１】
用いられる共重合体が（メタ）アクリレート共重合体として分類されないその他の実施形態も本発明の範囲内である。用いることのできるその他の共重合体の種類としては、例えば、ビニル芳香族モノマーと（メタ）アクリレートモノマー、例えばスチレンアクリレートなどの組合せ、及び、ビニル芳香族モノマーと共役ジエンモノマー、例えば、スチレンブタジエン共重合体などの組合せが挙げられる。これらの共重合体は、カルボキシル化されていなくてもカルボキシル化されてもよい。
【０１１２】
共重合体は、望ましくは、例えば、モノマー成分、水、及び界面活性剤（用いる場合）を反応容器に装入し、反応容器を不活性ガス、例えば窒素などでパージして本質的に全ての酸素を反応器容器から除去し、反応器を反応温度、通常８０℃〜１００℃、に加熱することにより、製造される。反応器容器が所望の反応温度に達すると、次に開始剤を反応容器に添加し、反応を２〜４時間継続する。反応が完了した後、反応器容器を冷却する。この合成により、共重合体を水中に含む水性共重合体組成物が得られる。場合によっては、組成物は乳液の外観を有し、一方その他の場合ではそれは透明な溶液のように見える。
【０１１３】
共重合体の製造プロセスには、シードの使用が含まれてもよく、シードは、製造する共重合体の最終的な粒度を制御するために有用な、またあるいはその製造に有用な、（メタ）アクリレート、ポリスチレン又は任意のその他のシードであってもよい。当分野で周知のように、初期シードの調節を、製造する共重合体の粒度の最終的な範囲を制御するために用いることができる。有用な共重合体の粒度は、７００〜１０，０００オングストロームの範囲内である。
【０１１４】
陰イオン性、非イオン性、及び両性の表面活性化合物、つまり界面活性剤を、共重合体合成プロセスに用いることができる。しかし、場合によっては、界面活性剤は必要とされない。例示的な陰イオン性、非イオン性、及び両性の界面活性剤は、それぞれ、Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃより入手可能なＳＩＰＯＮＡＴＥ Ａ２４６Ｌの商標の界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェノール界面活性剤、及びＮ，Ｎ−ビス−カルボキシエチルラウラミンである。その他の有用な界面活性剤は、ドデシル化スルホン化フェニルエーテルのナトリウム塩であるＤＯＷＦＡＸ ２ＥＰであり、これはＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈ．４８６４０，Ｕ．Ｓ．Ａ．より入手可能である。
【０１１５】
コーティング組成物のための充填剤
コーティング組成物は、１又はそれ以上の充填剤をさらに含んでもよい。このような充填剤としては、限定されるものではないが、色素が挙げられる。紙塗工に使用されるこのような色素は周知であり、広く市販されている。例示的な色素としては、限定されるものではないが、クレイ、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、カルシウムアルミニウム色素、サテンホワイト、合成ポリマー色素、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ギプス、シリカ、アルミナ三水和物、マイカ、及び珪藻土が挙げられる。さらなる例示的な色素としては、限定されるものではないが、その他のセメティッククレイ(semetic clays)及びその他の種類の無機ナノ充填剤、例えば、ナノ炭酸カルシウム、ナノマイカ、ナノ酸化亜鉛又はその他の金属酸化物などが挙げられる。例示的な好ましい色素としては、限定されるものではないが、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、サテンホワイト及び、中空のポリマー色素を含む合成ポリマー色素が挙げられる。コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、７５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい。７５重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例として；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、６５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、５５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、４５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、３５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、２５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい。
【０１１６】
基材
基材は、一般にセルロース系材料を含む。このようなセルロース系基材は、一般に、紙及び／又は板紙製品、例えば新聞印刷用紙、コーティングされていないグランドパルプ紙(groundwood)、コーティングされたグランドパルプ紙、コーティングされた上質紙(free sheet)、コーティングされていない上質紙、包装及び工業用紙、ライナ紙、波形中芯、再生板紙、漂白板紙、筆記用紙、タイプ用紙、写真等級紙、壁紙、ペーパータオル、トイレットペーパー、ワイプ、などと呼ばれる。このようなセルロース系基材は、一般に、少なくとも１又はそれ以上のペーパー・ウェブから形成することができる。例えば、一実施形態では、セルロース系基材は、繊維のブレンドから形成された単層ペーパー・ウェブを含んでもよい。もう一つの実施形態では、セルロース系基材は、多層ペーパー（すなわち層化）ウェブを含んでもよい。さらに、セルロース系基材はまた、単一もしくは複数のプライ製品（例えば、２以上のペーパー・ウェブ）であってもよく、この際、１又はそれ以上のプライは、本発明に従って形成されるペーパー・ウェブを含み得る。通常、本発明のセルロース系基材の秤量は、１０〜５２５グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の間である。通常、セルロース系基材の比体積は、本発明の実施形態に従って、０．３〜１５グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）の間である。
【０１１７】
多様な材料のいずれかを用いて本発明のセルロース系基材を形成することができる。例えば、セルロース系基材を製造するために用いる材料としては、多様なパルプ化処理により形成される繊維、例えばクラフトパルプ、亜硫酸パルプ、熱機械パルプなどを挙げることができる。
【０１１８】
本発明のプロセスにおいて有用な製紙繊維としては、限定されるものではないが、セルロース・ベース・シートを製造するために有用であることが公知である任意のセルロース系繊維が挙げられる。例示的な繊維としては、限定されるものではないが、非木材繊維とともにバージン軟材及び硬材繊維、ならびに二次（すなわち再生）製紙繊維及び任意の割合のそれらの混合物が挙げられる。非セルロース合成繊維も利用してもよい。製紙繊維は、任意の公知のパルプ化処理を用いて木材から導いてもよく、それには、限定されるものではないが、クラフト及び亜硫酸化学パルプが含まれる。
【０１１９】
ペーパー・ウェブを作製するための繊維の例としては、任意の天然もしくは合成セルロース系繊維が含まれ、それには、限定されるものではないが、非木材繊維、例えば、綿、アバカ、ケナフ、サバイグラス、亜麻、アフリカハネガヤ、わら、ジュート麻、バガス、ミルクウィードフロス(milkweed floss)繊維、及びパイナップル葉繊維など；ならびに、軟材繊維、例えば北方及び南方軟材クラフト繊維など；硬材繊維、例えばユーカリ、カエデ、カバノキ、及びアスペンなどを含む、木材繊維、例えば落葉樹及び針葉樹から得られる繊維が含まれる。木材繊維は、高収率又は低収率形態で調製することができ、任意の公知の方法でパルプ化することができ、それには、限定されるものではないが、クラフト、亜硫酸、高収率パルプ化法及びその他の公知のパルプ化法が含まれる。オルガノソルブパルプ化法から調製される繊維も使用してもよく、それには、限定されるものではないが、Ｌａａｍａｎｅｎらに対する１９８８年１２月２７日発行の米国特許第４，７９３，８９８号；Ｃｈａｎｇらに対する１９８６年６月１０日発行の米国特許第４，５９４，１３０号；及びＫｌｅｉｎｅｒｔに対する１９７１年６月１５日発行の米国特許第３，５８５，１０４号に開示される繊維及び方法が挙げられる。有用な繊維はまた、アントラキノンパルプ化により製造することもでき、Ｇｏｒｄｏｎらに対する１９９７年１月２１日発行の米国特許第５，５９５，６２８号に例証される。
【０１２０】
一実施形態では、繊維の一部分、例えば、乾燥重量の５０％以下、又は乾燥重量の５％〜３０％などは、合成繊維例えば、レーヨン、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、二成分シース−コア繊維、多成分バインダー繊維などであってもよい。例示的なポリエチレン繊維は、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）より入手可能なＰＵＬＰＥＸ（登録商標）である。任意の公知の漂白法を使用してもよい。合成セルロース繊維の種類には、レーヨンの任意の種類及びビスコース又は化学修飾セルロースから導かれるその他の繊維が含まれる。化学処理した天然セルロース系繊維、例えば、マーセル化パルプ、化学的硬化もしくは架橋繊維、又はスルホン化繊維などを使用することができる。製紙繊維を使用する際の良好な機械的特性のためには、繊維が比較的損傷を受けておらず、大部分が未精製である又は僅かしか精製されていないことが望ましいであろう。再生繊維を使用してもよいが、バージン繊維が一般にその機械的特性及び汚染物質がないことから有用である。マーセル化繊維、再生セルロース系繊維、微生物により製造されたセルロース、レーヨン、及びその他のセルロース系材料又はセルロース誘導体を使用することができる。また、適した製紙繊維には、再生繊維、バージン繊維、又はその混合も含めることができる。高いバルク特性及び良好な圧縮特性の可能なある種の実施形態では、繊維は、少なくとも２００、より具体的には少なくとも３００、より具体的にはさらに少なくとも４００、最も具体的には少なくとも５００のカナダ標準濾水度（Canadian Standard Freeness）を有し得る。一部のその他の実施形態では、乾燥重量の約９０％までの一部の繊維が合成繊維であってもよい。
【０１２１】
本開示において使用できるその他の製紙繊維としては、限定されるものではないが、ブローク(paper broke)もしくは再生繊維及び高収率繊維が挙げられる。高収率パルプ繊維は、約６５％又はそれ以上、より具体的には約７５％又はそれ以上、さらにより具体的には７５％〜９５％の収率をもたらすパルプ化処理により製造される製紙繊維である。収率は、初期木材質量に対する百分率として表される、結果として生じる加工繊維の量である。このようなパルプ化処理には、漂白ケミサーモメカニカルパルプ（ＢＣＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、圧力／圧力サーモメカニカルパルプ（ＰＴＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、サーモメカニカルケミカルパルプ（ＴＭＣＰ）、高収率亜硫酸パルプ、及び高収率クラフトパルプが含まれ、それらは全て、得られる繊維に高レベルのリグニンを残す。高収率繊維は、典型的な化学的パルプ化繊維に比べて、乾燥状態及び湿潤状態の両方において剛性であることが周知である。
【０１２２】
一部の実施形態では、パルプ繊維には、１ｍｍより長い平均繊維長；例えば、長さ加重平均に基づいて２〜５ｍｍの繊維長を有する軟材繊維が含まれてもよい。このような軟材繊維としては、限定されるものではないが、北方軟材、南方軟材、セコイア、ベイスギ、アメリカツガ、マツ（例えば、サザンパイン）、トウヒ（例えば、クロトウヒ）、それらの組合せなどが挙げられる。本発明に適した例示的な市販のパルプ繊維としては、限定されるものではないが、Ｎｅｅｎａｈ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｃ．よりＬＯＮＧＬＡＣ−１９の商標名で入手可能なパルプ繊維が挙げられる。
【０１２３】
一部の実施形態では、硬材繊維、例えばユーカリ、カエデ、カバノキ、アスペンなども、使用することができる。特定の例では、ウェブの軟度を増加するためにユーカリ繊維が特に望ましい可能性がある。ユーカリ繊維はまた、白色度を強め、不透明度を増加させ、紙の細孔構造を変化させてペーパー・ウェブの吸い上げ能を増加させることもできる。さらに、所望であれば、再生材料から得た二次繊維、例えば、供給源、例として、新聞印刷用紙、再生板紙、及びオフィス廃棄紙などからの繊維パルプなどを用いてもよい。さらに、その他の天然繊維、例えば、アバカ、サバイグラス、ミルクウィードフロス、パイナップル葉なども本発明で使用することができる。加えて、場合によっては、合成繊維も利用してもよい。一部の適した合成繊維としては、限定されるものではないが、レーヨン繊維、エチレンビニルアルコール共重合体繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステルなどを挙げることができる。
【０１２４】
セルロース系基材は、１又はそれ以上のペーパー・ウェブから形成することができる。ペーパー・ウェブは単層であっても多層であってもよい。例として、一実施形態では、セルロース系基材は、繊維のブレンドから形成される単層ペーパー・ウェブ層を含む。例えば、一部の例では、ユーカリ及び軟材繊維を均一にブレンドして単層ペーパー・ウェブを形成することができる。
【０１２５】
もう一つの実施形態では、セルロース系基材は、様々な基層を有する層化パルプ構成から形成される多層ペーパー・ウェブを含み得る。例えば、一実施形態では、セルロース系基材は、外層のうち１層がユーカリ繊維を含み、一方その他の２層が北方軟材クラフト繊維を含む３層を含む。もう一つの実施形態では、１枚の外層及び内層はユーカリ繊維を含み得、一方残りの外層は北方軟材クラフト繊維を含み得る。所望であれば、３枚の基層には様々な種類の繊維のブレンドが含まれてもよい。例えば、一実施形態では、外層のうちの１層はユーカリ繊維と北方軟材クラフト繊維のブレンドを含んでもよい。しかし、多層ペーパー・ウェブは任意の数の層を含んでもよく、様々な種類の繊維から製造されてもよいことは当然理解される。例として、一実施形態では、多層ペーパー・ウェブは、２枚しか基層を有さない層化パルプ構成から形成され得る。
【０１２６】
これに関して、本発明の一実施形態では、セルロース系基材の少なくとも一部の繊維を加水分解酵素で処理して、強度を増加し、糸くずを減らすことができる。特に、加水分解酵素は、製紙繊維の表面又は表面近くでセルロース鎖とランダムに反応して、繊維表面上に繊維の一部である単一のアルデヒド基を作り出すことができる。これらのアルデヒド基は、繊維を形成し、乾燥させてシートにする場合に、その他の繊維の露出したヒドロキシル基と架橋するための部位となる；このようにして、シート強度を増加させる。加えて、主に繊維の表面又は表面近くで繊維セルロースをランダムに切断又は加水分解することにより、繊維細胞壁の内部の崩壊は回避又は最小化される。結果的に、これらの繊維のみから製造された、又はこれらの繊維と未処理パルプ繊維のブレンドから製造された、セルロース系基材は、強度特性、例えば常態引張り強度、湿潤引張り強度、引裂強度などの増加を示す。
【０１２７】
セルロース系基材には、天然及び合成両方の多様な繊維種が含まれてもよい。一実施形態では、セルロース系基材は、硬材及び軟材繊維を含む。硬材パルプ繊維の軟材パルプ繊維に対する全体的な比は、製品を構成する個々のシートを含むセルロース系基材の中で広く変動し得る。硬材パルプ繊維の軟材パルプ繊維に対する比は、９：１〜１：９、より具体的には９：１〜１：４、最も具体的には９：１〜１：１の範囲であってもよい。本発明の一実施形態では、硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維は、セルロース系基材を形成するより前にブレンドし、それによりシートのｚ方向に硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維の均質な分布を作り出すことができる。本発明のもう一つの実施形態では、硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維は、シートのｚ方向に硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維の均質な分布を生じるように層状にされてもよい。もう一つの実施形態では、硬材パルプ繊維は、内層の少なくとも１つが軟材パルプ繊維を含み得るセルロース系基材及び／又はシートの外層の少なくとも１つに位置してもよい。さらにその他の実施形態では、セルロース系基材は、所望によりバージンもしくは合成繊維を含む、二次繊維又は再生繊維を含む。
【０１２８】
その上、合成繊維も本発明で用いてもよい。本明細書において、パルプ繊維に関する考察は、合成繊維を含むと理解される。合成繊維を形成するために使用してもよい、例示的なポリマーとしては、限定されるものではないが：ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンなど；ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタラート、ポリ（グリコール酸）（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）、ポリ（β−リンゴ酸）（ＰＭＬＡ）、ポリ（ε−カプロラクトン）（ＰＣＬ）、ポリ（ρ−ジオキサノン）（ＰＤＳ）、ポリ（３−ヒドロキシブチラート）（ＰＨＢ）など；ならびに、ポリアミド、例えばナイロンなどが挙げられる。限定されるものではないが：セルロースエステル；セルロースエーテル；セルロースニトラート；セルロースアセテート；セルロースアセテートブチラート；エチルセルロース；再生セルロース、例えばビスコース、レーヨンなど；綿；亜麻；麻；ならびにそれらの混合物を含む、合成もしくは天然セルロース系ポリマーも使用してもよい。合成繊維は、セルロース系基材を含む層及びシートの１つ又は全部に位置してもよい。
【０１２９】
セルロース系基材は、当業者に公知の多様な工程により形成することができる。機械は、二次成形セクション、プレスセクション、乾燥セクション、及び形成される物品に応じて所望によりリールを有するよう構成されてもよい。プロセス段階の詳細及び概略図の例は、「Properties of Paper: An Introduction」,2nd edition, W. Scott and J. Abbott. TAPPIPress 1995に見出すことができる。この工程の簡略化された説明では、一般に、パルプ繊維の希釈懸濁液は、ヘッドボックスにより供給され、水門を経て均質な分散体中の従来の製紙機の成形布上に堆積される。パルプ繊維の懸濁液は、一般に従来の製紙工程で用いられるどの稠度に希釈されてもよい。例として、懸濁液は、水中に懸濁された０．０１〜１．５重量％のパルプ繊維を含んでもよい。水はパルプ繊維の懸濁液から除去されてパルプ繊維の均一層を形成する。その他の製紙工程、板紙製造工程などを、本発明と共に使用してもよい。例えば、米国特許第６，４２３，１８３号に開示される工程を用いてもよい。
【０１３０】
パルプ繊維は、いずれの高平均繊維長パルプ、低平均繊維長パルプ、又はその混合物であってもよい。高平均繊維長パルプは、一般に１．５ｍｍ〜６ｍｍの平均繊維長を有する。例示的な高平均繊維長木材パルプとしては、Ｎｅｅｎａｈ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｃ．よりＬＯＮＧＬＡＣ１９の商標名で入手可能なパルプが挙げられる。
【０１３１】
低平均繊維長パルプは、例えば、ある種のバージン硬材パルプ、及び、例えば、新聞印刷用紙、再生板紙、及びオフィス廃棄物などの供給源からの二次（すなわち再生）繊維パルプであってもよい。低平均繊維長パルプは、一般に約１．２ｍｍ未満、例えば０．７ｍｍ〜１．２ｍｍの平均繊維長を有する。
【０１３２】
高平均繊維長パルプと低平均繊維長パルプの混合物は、かなりの割合の低平均繊維長パルプを含むことができる。例えば、混合物は、約５０重量％より多くの低平均繊維長パルプと、約５０重量％未満の高平均繊維長パルプを含んでもよい。一つの例示的な混合物は、７５重量％の低平均繊維長パルプと約２５重量％の高平均繊維長パルプを含む。
【０１３３】
本発明で使用されるパルプ繊維は、未精製であってもよく、又は、叩解されて様々な程度に精製されてもよい。少量の湿潤強度樹脂及び／又は樹脂結合剤を添加して、強度及び耐摩耗性を改良することができる。有用な結合剤及び湿潤強度樹脂としては、例えば、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＫＹＭＥＮＥ ５５７ Ｈ及びＡｍｅｒｉｃａｎ Ｃｙａｎａｍｉｄ，Ｉｎｃ．より入手可能なＰＡＲＥＺ ６３１が挙げられる。架橋剤及び／又は水和剤もパルプ混合物に加えてもよい。もし非常に目の粗いか又は緩い不織パルプ繊維ウェブを望むならば、脱結合剤(debonding agents)をパルプ混合物に添加して、水素結合の程度を低下させてもよい。一つの例示的な脱結合剤は、Ｑｕａｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，Ｐａ．よりＱＵＡＫＥＲ２００８の商標名で入手可能である。ある種の脱結合剤の添加もまた、測定された静的及び動的摩擦係数を減少させ、耐磨耗性を改良するように思われる。脱結合剤は、潤滑剤又は摩擦減少剤として作用すると考えられる。
【０１３４】
コーティング適用
コーティング組成物は、本明細書上文に記載されるように、セルロース系材料を含む基材の上又は中に適用することができる。本発明に従うコーティング組成物は、様々な技法、例えば、スプレーコーティング、カーテンコーティング、ブレードコーティング、ロールコーター又はグラビアコーターによるコーティング、刷毛塗り、浸漬、押出コーティング、フレキソコーティング、及びフィルムコーティングにより、セルロース系材料を含む基材上又は中にコーティングされてもよい。コーティングは、本明細書下文にさらに詳細に記載されるように、コーティングされた基材を加熱することにより乾燥させることが好ましい。
【０１３５】
本開示に従ってペーパー・ウェブを処理する場合、コーティング組成物は、ウェブ、例えばセルロース基材に局所的に適用してもよく、又はウェブを形成するために用いられる繊維と事前に混合することによりウェブの中に添合してもよい。局所的に適用する場合、コーティング組成物は、ウェブが湿潤又は乾燥している場合にウェブに適用することができる。一実施形態では、コーティング組成物は、クレープ加工の間にウェブに局所的に適用されてもよい。例として、一実施形態では、コーティング組成物を、ウェブ上又は加熱した乾燥機ドラムの上に噴霧して、ウェブを乾燥機ドラムに付着させることができる。次に、ウェブを乾燥機ドラムからクレープ加工することができる。コーティング組成物がウェブに適用された後に乾燥機ドラムに付着する場合、コーティング組成物は、ウェブの表面積の上に均一に適用されてもよいし、特定のパターンに従って適用されてもよい。
【０１３６】
ペーパー・ウェブに局所的に適用される場合、コーティング組成物は、ウェブ上に噴霧されるか、ウェブ上に押出されるか、又はウェブ上に印刷されてもよい。ウェブ上に押出される場合には、任意の適した押出装置、例えばスロット−コート押出機又はメルトブローン染料押出機などを用いてもよい。ウェブ上に印刷される場合には、任意の適した印刷装置を用いてもよい。例えば、フレキソ印刷機、インクジェット印刷機、又はグラビア印刷装置が使用されてもよい。
【０１３７】
コーティング組成物は、製紙工程のどのポイントで適用又は添合されてもよい。コーティング組成物がセルロース系基材に添合される工程中のポイントは、セルロース系製品の所望の最終特性によって決まる。添合のポイントとしては、パルプの前処理、工程のウェットエンドでの同時適用、乾燥後であるが製紙機での後処理及び局所的後処理を挙げることができる。本発明のコーティング組成物のセルロース系構造上又は構造内への添合は、以下の限定されない記述により説明されるように、いくつかある方法のいずれかで達成することができる。
【０１３８】
例えば、一部の実施形態では、ドラム乾燥添加剤の形態のコーティング組成物のペーパー・ウェブへの付着はペーパー・ウェブと乾燥機ドラム表面の間に存在する。この際、ペーパー・ウェブが、剥離、引張、エアナイフの作用、又は当分野で公知の任意のその他の手段により乾燥機ドラムから分離された場合には、化合物の一部はそのペーパー・ウェブとともに残る。
【０１３９】
その他の実施形態では、コーティング組成物の繊維スラリーへの直接添加、例えば、ヘッドボックスに入る前にスラリーへの化合物の注射によるなど。スラリー稠度は、０．２％〜５０％、具体的には０．２％〜１０％、より具体的には０．３％〜５％、最も具体的には１％〜４％であってもよい。ウェットエンドで繊維の水性懸濁液と合する場合、歩留り向上剤がコーティング組成物の中に存在してもよい。例として、特定の一実施形態では、歩留り向上剤は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドを含んでもよい。コーティング組成物は、ペーパー・ウェブに０．０１％〜３０重量％、例えば０．５％〜２０重量％などの量で添合されてもよい。例として、一実施形態では、コーティング組成物は、約１０重量％までの量で存在し得る。上記の百分率は、ペーパー・ウェブに添加される固体に基づく。
【０１４０】
その他の実施形態では、コーティング組成物スプレーをペーパー・ウェブに適用することができる。例えば、スプレー・ノズルを移動するウェブの上方に備え付けて、所望の用量の溶液を、湿っても実質的に乾燥してもよいウェブに噴霧することができる。ネブライザーを用いてウェブの表面に軽い霧を適用してもよい。
【０１４１】
その他の実施形態では、コーティング組成物を、例えば、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、任意の種類のデジタル印刷などによりペーパー・ウェブ上に印刷することができる。
【０１４２】
その他の実施形態では、コーティング組成物は、例えば、ブレードコーティング、エアナイフコーティング、ショートドウェルコーティング、キャストコーティングなどにより、ペーパー・ウェブの片面又は両面にコーティングすることができる。
【０１４３】
その他の実施形態では、コーティング組成物をペーパー・ウェブの表面に押出することができる。例えば、押出工程は、２００１年２月２２日公開のＰＣＴ公報、ＷＯ２００１／１２４１４号に開示されており、それは本明細書に矛盾しない程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１４４】
その他の実施形態では、コーティング組成物を個別化された繊維に適用することができる。例えば、粉砕したか又はフラッシュ乾燥させた繊維を、化合物のエアゾール又はスプレーと混合した気流に同伴させて、ペーパー・ウェブ又はその他の繊維製品に添合する前に、個々の繊維を処理することができる。
【０１４５】
その他の実施形態では、分散体は、ペーパー・ウェブへの適用の前又は間に加熱されてもよい。組成物を加熱することにより、適用を容易にするために粘度を低下させることができる。例として、添加剤組成物は、５０℃〜１５０℃の温度に加熱してもよい。
【０１４６】
その他の実施形態では、湿った又は乾燥したペーパー・ウェブに溶液又はスラリーとしてのコーティング組成物を含浸させることができ、この際、コーティング組成物は、ウェブの厚みに有意な距離、例えば、ウェブの厚みの少なくとも約２０％、より具体的には少なくとも約３０％、最も具体的にはウェブの厚みの少なくとも約７０％浸透し、それにはウェブの厚みの全範囲を通して完全に浸透することが含まれる。湿ったペーパー・ウェブを含浸させるために有用な一方法は、「New Technology to Apply Starch and Other Additives」，Pulp and Paper Canada, 100(2): T42-T44（１９９９年２月）に記載される、Ｂｌａｃｋ Ｃｌａｗｓｏｎ Ｃｏｒｐ．，Ｗａｔｅｒｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．製造のＨＹＤＲＡ−ＳＩＺＥＲ（登録商標）システムである。このシステムは、ダイ、調節可能な支持構造、受皿、及び添加剤供給システムからなる。下降する液体もしくはスラリーの薄いカーテンが作られ、それはその真下にある移動するウェブに接触する。コーティング材の適用用量が広い範囲であると、十分な走行性で達成することができるとされている。このシステムは相対的に乾燥したウェブのカーテン塗工にも適用することができる。
【０１４７】
その他の実施形態では、コーティング組成物は、局所適用のために、又は圧力差の影響下でコーティング組成物をウェブに含浸させるために（例えば、フォームの真空アシスト含浸）、フォーム適用（例えば、フォーム仕上げ）を用いて繊維ウェブに適用することができる。添加剤、例えば結合剤などのフォーム適用の原理は、１９８１年１１月３日発行の、Ｐａｃｉｆｉｃｉらに対する米国特許第４，２９７，８６０号、「Device for Applying Foam to Textiles」；及び、１９８８年９月２７日発行の、Ｇ．Ｊ．Ｈｏｐｋｉｎｓに対する米国特許第４，７７３，１１０号、「Foam Finishing Apparatus and Method」に記載されており、その両方は本明細書に矛盾しない程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１４８】
さらなるその他の実施形態では、既存の繊維ウェブにコーティング組成物の溶液をパディングすることによりコーティング組成物を適用することができる。ペーパー・ウェブへの適用のためにコーティング組成物のローラー流体供給を用いてもよい。
【０１４９】
その他の実施形態では、コーティング組成物を、スプレー又はその他の手段により、移動ベルト又は織物へ適用し、そしてそれを順にペーパー・ウェブに接触させてその化学薬品をウェブに適用することは、例えば、２００１年６月１２日公開のＳ．ＥｉｃｈｈｏｒｎによるＰＣＴ公報、ＷＯ０１／４９９３７号、「A Method of Applying Treatment Chemicals to a Fiber-Based Planar Product Via a Revolving Belt and Planar Products Made Using Said Method」などに開示されている。
【０１５０】
コーティング組成物のペーパー・ウェブへの局所適用は、前述の工程のドラム乾燥よりも前に行ってもよい。ペーパー・ウェブの形成の間にコーティング組成物を適用することに加えて、コーティング組成物を二次成形後工程に用いてもよい。例えば、一実施形態では、コーティング組成物は、印刷工程の間に使用することができる。具体的には、ペーパー・ウェブのいずれかの面に局所適用されるとすぐに、コーティング組成物はペーパー・ウェブに付着させることができる。例えば、ペーパー・ウェブが形成され、乾燥されるとすぐに、一実施形態では、コーティング組成物をウェブの少なくとも１つの面に適用すればよい。一般に、コーティング組成物は、ウェブの片面のみに適用されてもよいし、あるいはコーティング組成物はウェブの両面に適用されてもよい。
【０１５１】
コーティング組成物が既存のペーパー・ウェブに適用される前、そのウェブの固体レベルは、約１０％又はそれ以上であってもよい（すなわち、ウェブは約１０グラムの乾燥固体及び９０グラムの水を含む、例えば、大体次の固体レベルのいずれか又はそれ以上：１２％、１５％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、７５％、８０％、９０％、９５％、９８％、及び９９％であり、例示的な範囲は、３０％〜１００％、より具体的には６５％〜９０％である）。コーティング組成物の適用直後のウェブの固体レベルは、既述の固体レベルのいずれかであってもよい。
【０１５２】
ポリオレフィンの好ましい塗布重量は、セルロース物品１メートルトンあたり２．５〜３００ｋｇのポリオレフィン（５〜６００ポンドのポリマー／トン）の範囲である。より好ましいポリオレフィンの塗布重量は、セルロース物品１メートルトンあたり５〜１５０ｋｇ（１０〜３００ポンドのポリマー／トン）の範囲である。乾燥した塗膜の最も好ましい厚さは、１メートルトンあたり１０〜１００ｋｇポリオレフィン（２０〜２００ポンド／トン）の範囲である。
【０１５３】
ある種の実施形態では、コーティングされた物品は、５０ｇ／ｍ２ｇ未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、４０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、３０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、４０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、２０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、１０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、１０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、１〜１０ｇ／ｍ２の範囲の塗工重量を有してもよい。；又はもう一つの実施形態では、コーティングされた物品は、１．０及び５．０ｇ／ｍ２の範囲の塗工重量を有してもよい。
【０１５４】
ある種の実施形態では、コーティングされた物品は、０．１〜１００μｍの範囲の塗り厚を有してもよい。０．１〜１００μｍの全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティングされた物品は、下限の１、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０μｍから上限の５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５μｍまでの塗り厚を有してもよい。例えば、コーティングされた物品は、０．１〜１５、０．１〜１０μｍ、又は０．１〜５μｍの範囲の塗り厚を有してもよい。
【０１５５】
本開示に従って、コーティング組成物を添合する上記工程の一つによってペーパー・ウェブが製造されると、コーティング組成物を含有するウェブに圧力及び／又は熱を加えることにより、ウェブをエンボス加工、クリンプ加工、及び／又はその他のウェブで積層することができる。この工程の間、コーティング組成物は、製品にエンボスを形成することができ、かつ／あるいはペーパー・ウェブを他の隣接するウェブに接着するための接着部分を形成することができる。コーティング組成物を使用することにより、エンボス加工、クリンプ加工、又は積層工程がいくつかの点で強化される。例として、コーティング組成物が存在することによって型押模様はさらに一層明確となり得る。さらに、エンボス加工は耐水性であるだけでなく、意外にも、コーティング組成物を含有するペーパー・ウェブは、ウェブを実質的に弱くすることなくエンボス加工され得ることが見出された。特に、コーティング組成物を含有するペーパー・ウェブが、ウェブの引張強さを縦方向か又は横方向に約５％より大きく低下させることなくエンボス加工され得ることが見出された。実際に、一部の実施形態では、ウェブの引張強度は、エンボス加工工程の後に実際に増加され得る。
【０１５６】
複数層製品を二次成形する場合、結果として生じる紙製品は、２層、３層、又はそれ以上を含み得る。各々の隣接する層がコーティング組成物を含むか、又は、相互に隣接する層のうちの少なくとも１層がコーティング組成物を含んでもよい。個々の層は、一般に同じ又は異なる繊維構成から製造することができ、かつ、同じ又は異なる工程から製造することができる。
【０１５７】
その他の実施形態では、コーティング組成物は、紙製品が製造された後に適用されてもよい。つまり、本発明の実施形態に従って形成されるコーティング組成物は、例えば紙加工機によるなど、製品により事前に形成されたものに添加することができる。本発明の実施形態は、「インライン工程」で、つまり紙の製造中に、又はオフライン適用で使用してもよい。一例は、既に機械で紙がクレイコートされている場合である。その結果、その製品は押出被覆された構造の代わりとして適用されたコーティング組成物を有することができる。
【０１５８】
添合したコーティング組成物の乾燥
例えば、本明細書上文に記載されるセルロース系材料を含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、任意の従来の乾燥法によって乾燥させることができる。このような従来の乾燥法としては、限定されるものではないが、空気乾燥、対流式オーブン乾燥、熱風乾燥、電子レンジ乾燥、及び／又は赤外線オーブン乾燥が挙げられる。セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、任意の温度で乾燥されてもよい；例えば、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度で乾燥されてもよい；又は、ベースポリマーの融点未満の範囲の温度で乾燥されてもよい。セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、６０°Ｆ（１５．５℃）〜７００°Ｆ（３７１℃）の範囲の温度で乾燥されてもよい。６０°Ｆ（１５．５℃）〜７００°Ｆ（３７１℃）の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、６０°Ｆ（１５．５℃）〜５００°Ｆ（２６０℃）の範囲の温度で乾燥されてもよい、又は代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、６０°Ｆ（１５．５℃）〜４５０°Ｆ（２３２．２℃）の範囲の温度で乾燥されてもよい。セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで約４０分未満の期間、上昇させてもよい。約４０分未満の期間の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで約２０分未満の期間、上昇させてもよく、又は代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで約５分未満の期間、上昇させてもよく、又は別の代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで０．５〜３００秒の範囲の期間、上昇させてもよい。別の代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで４０分未満の期間、上昇させてもよい。約４０分未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで約２０分未満の期間、上昇させてもよく、又は代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで約５分未満の期間、上昇させてもよく、又は別の代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで０．５〜３００秒の範囲の期間、上昇させてもよい。
【０１５９】
セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物をベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度で乾燥することは、連続安定化剤相とその連続安定化剤相の中に分散した不連続ベースポリマー相を有するフィルムの形成を促進し、それによりコーティング組成物を添合するセルロース系組成物の再ブローク性(rebrokeability)が改善されるので重要である。
【０１６０】
セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物をベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度で乾燥することは、連続ベースポリマー相とその連続ベースポリマー相の中に分散した不連続安定化剤相を有するフィルムの形成を促進し、それにより耐油脂性が改善され、さらに湿気及び水蒸気透過に対する遮断層がもたらされるので重要である。
【０１６１】
コーティング組成物への任意選択の化学添加剤
本発明の意図する利益に対立しない、任意選択の化学添加剤をコーティング組成物か又は紙に添加して、製品及び／又は工程にさらなる利益を付与してもよい。本発明のコーティング組成物とともに、又は本発明のコーティング組成物に加えて紙シートに適用することのできる追加の化学物質の例として、以下の材料が含まれる。このような添加剤は、製紙工程の任意のポイントで、例えばコーティング組成物の添加の前又は後に添加してもよい。それらはまた、コーティング組成物と同時に添加してもよい。それらはコーティング組成物とブレンドされてもよい。
【０１６２】
本発明で使用することのできる任意選択の化学添加剤としては、米国特許第６，９４９，１６７号及び同第６，８９７，１６８号に開示されるものが挙げられ、その各々は参照により本明細書に組み込まれる。例えば、任意選択の化学添加剤としては、数ある中でも、疎水性添加剤；湿潤剤；結合剤；電荷促進剤又は電荷制御剤；湿潤紙力増強剤、一時的湿潤紙力増強剤、及び乾燥紙力増強剤を含む紙力増強剤；脱結合剤；柔軟剤；合成繊維；臭気制御剤；香料；吸収助剤、例えば超吸収性粒子など；染料；増白剤；ローション又はその他のスキンケア用添加剤；粘着防止剤；微粒子；マイクロカプセル及びその他の送達媒体；防腐剤及び抗菌剤；清浄剤；シリコーン；軟化剤；表面感触改良剤；乳白剤；ｐＨ調整剤；ならびに乾燥助剤を挙げることができる。
【０１６３】
このような材料及び化学物質の適用ポイントは本発明には特に関係がなく、このような材料及び化学物質は、製紙プロセスのどのポイントで適用してもよい。これには、パルプの前処理、プロセスのウェットエンドでの同時適用、乾燥後であるが製紙機での後処理及び局所的後処理が含まれる。化学添加剤は、前述のコーティング組成物とともにペーパー・ウェブに混合及び添合されてもよい。
【０１６４】
最終用途適用：
本発明に従って調製されるコーティングされた製品は、幅広い種類の用途、例えば、紙及び板紙製品、新聞印刷用紙、コーティングされていないグランドパルプ紙、コーティングされたグランドパルプ紙、コーティングされた上質紙、コーティングされていない上質紙、包装及び工業用紙、ラベル紙、特殊紙、例えば、など安全保護用紙、印画紙、インクジェット紙など、ライナ紙、波形中芯、再生板紙、ペーパータオル、ティッシュ、及び漂白板紙などに使用することができる。本発明に従って製造されるウェブは、おむつ、サニタリーナプキン、複合材料、成形紙製品、紙コップ、紙皿などに使用することができる。
【０１６５】
本発明の利点には、改良されたブロッキングが含まれる。ブロッキングとは、本明細書において、１種又はそれ以上の紙シートの２又はそれ以上の隣接する層が互いにくっつく傾向を指す。ブロッキング、すなわち互いにくっつく傾向は、例えば、紙ロールにおいて観察される場合があり、この際ロールは単一のシートを含む；又は代替形態では、ブロッキングは、ロールにおいて観察される場合があり、この際ロールは複数、すなわち２又はそれ以上の紙シートを含んでもよい。さらに、ブロッキングは積み重ねにおいて観察される場合があり、この際、積み重ねは１回又はそれ以上折り畳まれた単一のシートを含む；又は代替形態では、ブロッキングは積み重ねにおいて観察される場合があり、この際積み重ねは複数、すなわち２又はそれ以上の紙シートを含む。
【０１６６】
本発明に従うコーティングされた製品は、何らかのブロッキング性を有する可能性がある；例えば、本発明に従うコーティングされた製品は、本明細書下文に記載される一定温度ブロッキング試験(Constant Temperature Blocking Test)に従う、４未満の範囲のブロッキング値を有してもよい。４未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、ブロッキング値は、下限の１、２、又は３から上限の２、３、又は４までであり得る。例えば、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、３未満の範囲のブロッキング値を有してもよい；又は代替形態では、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、２未満の範囲のブロッキング値を有してもよい；又は代替形態では、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、２〜４の範囲のブロッキング値を有してもよい；又は代替形態では、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、２〜３の範囲のブロッキング値を有してもよい。本発明のコーティングされた物品は、一定温度ブロッキング試験に従う、１５％未満の繊維引裂けを有してもよい。１５％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、繊維引裂けは、下限の０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、又は１４％から上限の１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５％までであってもよい。例えば、繊維引裂けは、０〜１５％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、０〜１０％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、０〜５％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、１〜１５％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、１〜１０％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、１〜５％の範囲であってもよい。
【０１６７】
本発明に従うコーティングされた製品は、下に記載される可変温度ブロッキング試験（Variable Temperature Blocking Test）に従う、６０〜１０５℃の間のブロッキング温度を有してもよく、又は代替形態では、少なくとも７５℃のブロッキング温度を有してもよく、又は代替形態では７０〜１０５℃の範囲のブロッキング温度を有してもよい。
【実施例】
【０１６８】
以下の実施例は本発明を例証するものであって、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。本発明の次の例は、本発明に従う塗装紙製品の改良されたブロッキング性を実証する。
【０１６９】
本発明の実施例１〜５、ならびに比較例１及び２を以下の手順に従って調製した。表Ｉ及びＩＩに示される、本発明の実施例１〜５ならびに比較例１及び２の配合成分を、エアミキサーによって中程度に低剪断で混合し、それにより本発明のコーティング組成物１〜５ならびに比較例コーティング組成物１及び２を製造した。本発明のコーティング組成物１ならびに比較例コーティング組成物１を、その後制御圧力下で電線被覆装置によって紙状基材に適用し、それにより制御された塗工重量（紙状基材１平方メートルあたり８ｇのコーティング組成物）を有する本発明の複合材料１ならびに比較例複合材料１を製造した。次に、本発明の複合材料１ならびに比較例複合材料１を３５０°Ｆでおよそ３分間乾燥させ、それにより、本発明の塗装紙物品１ならびに比較例紙物品１を製造した。その後、これらのコーティングされた紙製物品を、本明細書下文に記載される一定温度ブロッキング試験に従って、そのブロッキング性について試験した。結果を表ＩＩＩに示す。
【０１７０】
比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５を、最低造膜温度（ＭＦＦＴ）測定装置の金属プレートの上にバーを下げて、３００μｍの湿潤厚さでコーティングした。塗膜を２０分間乾燥させた。この装置は、冷却及び加熱要素をプレートの下に有し、それにより温度勾配をプレート全体にわたって設定することができる。温度勾配の下限及び上限をプレートの左側の端に対して４０℃、右側に対して１０５℃に設定した。プレート表面温度はどのポイントでもプレートの端からのそのポイント、例えば８０℃であるプレートの中心、の距離に比例する。これらのサンプルを、下に記載される可変温度ブロッキング試験に従って、そのブロッキング性について試験した。結果を表ＩＶに示す。その上、比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５を、ロッド番号４を用いるＲＫ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓラボコーターを用いて板紙状基材（Ｓｔｏｒａ Ｅｎｓｏ厚紙２４０ｇ／ｍ２）にコーティングし、４０μｍの湿潤膜堆積物を得た。このコーティングされた板紙を、１００℃のエアオーブンで２分間乾燥させた。これらの結果も、表ＩＶに示す。
【０１７１】
配合物成分：
ＤＰＯＤ８５０１は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従うメルトインデックスがおよそ５ｇ／１０分、ＡＳＴＭ ７９２に従う密度が０．８７０ｇ／ｃｃの範囲であるエチレン／１−オクテン共重合体である、Ａｆｆｉｎｉｔｙ（商標）ＥＧ８２００をベースポリマーとして、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、メルトフローレートがおよそ１３．８ｇ／１０分（製造時に測定）、密度がおよそ０．９５８ｇ／ｃｃであるエチレンアクリル酸共重合体である、Ｐｒｉｍａｃｏｒ（商標）５９８０ｉを安定化剤として、かつ、水を媒体として含む、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより提供される水性分散液である。分散体を調製するために、ベースポリマー及び安定化剤を二軸スクリュー押出機で溶融混練し、その間、十分な量の水酸化カリウムを下流の注入ポートに連続的に供給してエチレンアクリル共重合体を中和する。この水性分散液を次にさらなる水で希釈する。
【０１７２】
Ｍｏｃｒｙｌ（商標）１３２は、溶液中の樹脂であり、ｐＨは７．９〜９．０の範囲であり、粘度２５℃で４５０〜１５００ＣＰＳであり、及び比重がおよそ１．０６（水の比重は１）であって、アクリルポリマー（およそ３１〜３３重量％）；水（およそ６５〜６７重量％）；アンモニア水（０．２重量％以下）；ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（およそ１〜２重量％）；個々の残留モノマー（任意、０．１重量％未満）を含み、Ｒｏｈｎ＆Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されている。
【０１７３】
ＣＰ６１５ＮＡは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙにより提供される変性スチレン−ブタジエンラテックスであり、およそ５０重量％の固体；およそ６．５のｐＨ、およそ１２００オングストロームの粒度；高レベルのカルボキシル化を有する。
【０１７４】
Ｂａｃｏｔｅ ２０は、炭酸ジルコニウムアンモニウムである。
【０１７５】
酸化亜鉛は、Ｓｏｂｅｌｔｅｃ Ｆｉｎｅ ＣｈｅｍｉｃａｌｓよりＣＡＳ番号１３１４−１３−２で入手可能である。
【０１７６】
試験法
試験法には、次のものが含まれる。
【０１７７】
本発明のサンプル１及び比較例サンプル１でのブロッキングを、以下の一定温度ブロッキング試験法に従って測定した。２つの定盤を１４０°Ｆに予熱した。試験サンプル（６”×６”）を、２切れの吸取紙（６”×６”）の間に位置付けて複合材料を形成した。この複合材料を予熱した定盤の間に挟み、１５００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）の圧力に１４０°Ｆでおよそ３分間供した。３分経過後、プレス機からサンプルを取り出し、それをおよそ１５秒間放冷した。その後、吸取紙を均一かつ迅速な力のもとで引き離した。サンプルをそのブロッキング性について観察し、次の尺度に従って順位付けした。繊維引裂け％も測定し、記録した。
【表１】
【０１７８】
膜にコーティングされた比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５についてのブロッキングを、本明細書下文に記載される可変温度ブロッキング試験に従って測定した。一片の市販のＬＷＣ（軽量コート）紙を、ＭＦＦＴ（最低造膜温度）測定装置の金属プレート上の、コーティング組成物の乾燥した膜の上に置いた。２ｋｇの金属ローラーを、試験片の長さに２回転がしてＬＷＣ紙片と乾燥した塗膜の間の良好な接着に影響を及ぼす。低い方の温度限界から始めて、紙片を静かに乾燥塗膜から剥離する。プレート温度がブロッキング温度に等しい端からの距離で、紙は膜に粘着したままである。（プレート全体にわたる温度勾配が分かっているので、距離は温度を示す。）
【０１７９】
板紙にコーティングされた比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５についてのＣｏｂｂ耐水性を、Ｔａｐｐｉ試験法Ｔ４４１ｏｍ−９０を用いて次の条件で試験した：（ａ）試験期間：２分；（ｂ）サンプルサイズ：１３ｃｍ２；及び（ｃ）脱イオン水の量：１００ｍｌ。
【０１８０】
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９２−０３、方法Ｂに従って、イソプロパノール中で測定した。
【０１８１】
メルトインデックス（Ｉ２）は１９０℃にて２．１６ｋｇ負荷下、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８−０３に従って測定した。
【０１８２】
標準ＣＲＹＳＴＡＦ法
分枝分布は、ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ，Ｖａｌｅｎｃｉａ，Ｓｐａｉｎから市販されているＣＲＹＳＴＡＦ２００ユニットを用いて結晶分析分別（ＣＲＹＳＴＡＦ）により決定する。サンプルを１６０℃の１，２，４トリクロロベンゼンに（０．６６ｍｇ／ｍＬ）１時間溶解させ、９５℃にて４５分間安定化させた。試料採取温度は、０．２℃／分の冷却速度で９５〜３０℃の範囲である。赤外線検出器を用いてポリマー溶液濃度を測定する。累積可溶濃度を、温度が低下する間ポリマーが結晶化する時に測定する。累積プロフィールの分析的導関数は、ポリマーの短鎖分枝分布を反映する。
【０１８３】
ＣＲＹＳＴＡＦピーク温度及び面積は、ＣＲＹＳＴＡＦソフトウェア（バージョン２００１．ｂ，ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ，Ｖａｌｅｎｃｉａ，Ｓｐａｉｎ）に含められているピーク分析モジュールにより特定される。ＣＲＹＳＴＡＦピーク検出ルーチンにより、ｄＷ／ｄＴ曲線の最大値としてピーク温度、及び微分曲線中の特定されたピークの両側の正の最大変曲間の面積が特定される。ＣＲＹＳＴＡＦ曲線を算出するために、好ましい処理パラメータは、７０℃の温度限界及び、その温度限界よりも上では０．１で、その温度限界より下では０．３の平滑化パラメータを含むものである。
【０１８４】
曲げ弾性率／割線係数／貯蔵弾性率
サンプルは、ＡＳＴＭ Ｄ １９２８を用いて圧縮成形する。曲げ弾性率及び２％割線係数をＡＳＴＭ Ｄ−７９０に従って測定する。貯蔵弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ ５０２６−０１又は同等技法により測定する。
【０１８５】
ＤＳＣ標準法
示差走査熱量測定結果は、ＲＣＳ冷却アクセサリ及びオートサンプラーを装備したＴＡＩモデルＱ１０００ＤＳＣを用いて決定される。５０ｍｌ／分の窒素パージ気流を使用する。サンプルをプレス成形して薄膜とし、プレス機内で約１７５℃にて融解させ、その後室温（２５℃）まで空冷する。次に、３〜１０ｍｇの物質を切断して直径６ｍｍのディスクとし、正確に秤量して、軽量アルミニウムパン（約５０ｍｇ）に入れ、次にそれを圧着して閉める。サンプルの熱挙動を以下の温度プロフィールで調査する。あらゆる以前の熱履歴を除去するために、サンプルを１８０℃に急速加熱し、等温で３分間保持する。次に、サンプルを１０℃／分の冷却速度で−４０℃に冷却し、−４０℃で３分間保持する。その後、サンプルを１０℃／分の加熱速度で１５０℃に加熱する。冷却曲線及び第２加熱曲線を記録する。
【０１８６】
ＤＳＣ融解ピークは、−３０℃と融解の終わりとの間に引かれた直線のベースラインに関して、熱流速（Ｗ／ｇ）の最大値として測定される。融解熱は、直線のベースラインを用いて、−３０℃と融解の終わりとの間の融解曲線下面積として測定される。
【０１８７】
ＤＳＣの較正は、以下のように行う。第一に、アルミニウムＤＳＣパン中にサンプルを入れずにＤＳＣを−９０℃から実行することにより、ベースラインを得る。次に、７ｍｇの新しいインジウムサンプルを、そのサンプルを１８０℃に加熱し、１０℃／分の冷却速度でそのサンプルを１４０℃まで冷却し、続いてそのサンプルを等温的に１分間１４０℃に保ち、その後１０℃／分の加温速度で１４０℃から１８０℃にそのサンプルを加熱することにより分析する。融解熱及びインジウムサンプルの融解の開始を測定し、融解の開始に関しては１５６．６℃から０．５℃以内、融解熱に関しては２８．７１Ｊ／ｇから０．５Ｊ／ｇ以内であることを確認する。次いで、ＤＳＣパン中の新しいサンプルの小滴を１０℃／分の冷却速度で２５℃から−３０℃まで冷却することにより、脱イオン水を分析する。サンプルを等温的に−３０℃にて２分間保持し、１０℃／分の加熱速度で３０℃まで加熱する。融解の開始を測定し、０℃から０．５℃以内であることを確認する。
【０１８８】
ＧＰＣ法
ゲル浸透クロマトグラフィー系は、ポリマー・ラボラトリーズ・モデルＰＬ−２１０又はポリマー・ラボラトリーズ・モデルＰＬ−２２０機器のいずれかからなる。カラム及びカルーセル区画は、１４０℃で動作する。３つのポリマー・ラボラトリーズ１０ミクロン混合−Ｂカラムを使用する。溶媒は、１，２，４トリクロロベンゼンである。２００ｐｐｍのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を含有する５０ミリリットルの溶媒中、０．１グラムのポリマーの濃度でサンプルを調製する。試料は、１６０℃で２時間、軽く撹拌することにより調製する。使用した注入量は１００マイクロリットルであり、流速は１．０ｍｌ／分であった。
【０１８９】
ＧＰＣカラムセットの較正は、個々の分子量間に少なくとも１０の分離を有する６種類の「カクテル」混合物に配置された、分子量が５８０〜８，４００，０００の範囲の２１の狭分子量分布ポリスチレン標準品を用いて行われる。標準品はＰｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｓｈｒｏｐｓｈｉｒｅ，ＵＫ）より購入できる。ポリスチレン標準品は、１，０００，０００に等しいか又はそれ以上の分子量について、５０ミリリットルの溶媒中０．０２５グラムで、かつ、１，０００，０００未満の分子量について、５０ミリリットルの溶媒中０．０５グラムで調製される。ポリスチレン標準品を、８０℃で３０分間ゆっくり攪拌して溶解させる。狭い標準混合物を最初に実施し、最大分子量成分を減らしてゆく順序で実施して分解を最小限にする。ポリスチレン標準品ピーク分子量を、次の方程式を用いてポリエチレン分子量に変換する（Williams and Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6, 621 (1968)に記載される通り）：Ｍポリエチレン＝０．４３１（Ｍポリスチレン）。
【０１９０】
ポリエチレン等量分子量の計算は、Ｖｉｓｃｏｔｅｋ ＴｒｉＳＥＣソフトウェアのバージョン３．０を用いて行う。
【０１９１】
ＡＴＲＥＦ
分析的昇温溶離分別（ＡＴＲＥＦ）分析を、参照によりその全文が本明細書に組み込まれる、米国特許第４，７９８，０８１号及びWilde, L.; Ryle, T.R.；Knobeloch, D.C.；Peat, I.R.; Determination of Branching Distributions in Polyethylene and Ethylene Copolymers, J. Polym. Sci., 20, 441-455 (1982)に記載される方法に従って行う。分析するべき組成物をトリクロロベンゼンに溶かし、０．１℃／分の冷却速度で２０℃まで温度を徐々に低下させることにより、不活性支持体（ステンレス鋼ショット）を含有するカラム中で結晶化させる。このカラムは赤外線検出器が装備されている。次に、溶離溶媒（トリクロロベンゼン）の温度を１．５℃／分の速度で２０℃から１２０℃までゆっくりと上昇させることによって、結晶化したポリマーサンプルをカラムから溶離することにより、ＡＴＲＥＦクロマトグラム曲線を作成する。
【０１９２】
１３Ｃ ＮＭＲ分析
１０ｍｍのＮＭＲチューブ中、およそ３ｇの、テトラクロロエタン−ｄ２／オルトジクロロベンゼンの５０／５０混合物を０．４ｇのサンプルに添加することによりサンプルを調製する。チューブ及びその内容物を１５０℃に加熱することにより、このサンプルを溶解し、均質化する。１００．５ＭＨｚの１３Ｃ共鳴周波数に相当するＪＥＯＬ Ｅｃｌｉｐｓｅ（商標）４００ＭＨｚスペクトロメーター又はＶａｒｉａｎ Ｕｎｉｔｙ Ｐｌｕｓ（商標）４００ＭＨｚスペクトロメーターを用いて、データを収集する。データは、６秒のパルス繰り返し遅延で、１データファイルあたり４０００の減衰シグナルを用いて取得される。定量分析のための最小のシグナル対ノイズ比を達成するため、複数のデータファイルを一緒に加える。スペクトル幅は２５，０００Ｈｚ、最小ファイルサイズは３２Ｋデータポイントである。このサンプルを、１０ｍｍ広帯域プローブ中、１３０℃で分析する。Ｒａｎｄａｌｌのトライアッド法（参照によりその全文が本明細書に組み込まれる、Randall, J.C.; JMS-Rev. Macromol. Chem. Phys., C29, 201-317 (1989)）を用いて、コモノマーの組み込みを決定する。
【０１９３】
機械的特性−引張り、ヒステリシス、及び引裂
一軸引張における応力−歪み挙動は、ＡＳＴＭ Ｄ １７０８微小引張試験片を用いて測定する。サンプルを、Ｉｎｓｔｒｏｎを用いて２１℃にて５００％分−１で伸張する。引張強度及び破断点伸びを５つの試験片の平均から報告する。
【０１９４】
１００％及び３００％ヒステリシスは、Ｉｎｓｔｒｏｎ（商標）装置でＡＳＴＭ Ｄ １７０８微小引張試験片を用いて１００％及び３００％歪みまでの循環荷重より決定される。サンプルに、２１℃で３サイクル、２６７％分−１で荷重を負荷し、除荷する。３００％及び８０℃でのサイクル実験を、環境チャンバーを用いて行う。８０℃実験では、サンプルを試験の前に試験温度で４５分間平衡させる。２１℃、３００％歪みサイクル実験では、最初の除荷サイクルからの１５０％歪みでの収縮応力を記録する。
全ての実験についての回復率は、荷重がベースラインに戻る歪みを用いて最初の除荷サイクルから計算する。回復率は、
【数１】
式中、εｆは、サイクル荷重に対してとられた歪みであり、εｓは、１回目の除荷サイクルの間に荷重がベースラインに戻る場合の歪みである：
として定義される。
【０１９５】
ブロックインデックス
エチレン／α−オレフィンインターポリマーは、ゼロより大きく約１．０までの平均ブロックインデックスＡＢＩ、及び約１．３より大きい分子量分布Ｍｗ／Ｍｎにより特徴づけられる。平均ブロックインデックスＡＢＩは、５℃の増分で（とはいえ、その他の温度増分、例えば、１℃、２℃、１０℃など、も使用してもよい）、２０℃〜１１０℃の分取ＴＲＥＦで得られる各々のポリマー画分（すなわち、昇温溶離分別によるポリマーの画分）に対するブロックインデックス（「ＢＩ」）の重量平均である：
ＡＢＩ＝Σ（ｗｉＢＩｉ）
式中、ＢＩｉは、分取ＴＲＥＦで得られる本発明のエチレン／α−オレフィンインターポリマーのｉ番目の画分に対するブロックインデックスであり、ｗｉは、ｉ番目の画分の重量百分率である。同様に、この平均に関する二次モーメントの平方根（以降、二次モーメント重量平均ブロックインデックスと呼ぶ）は、次のように定義され得る。
【０１９６】
【数２】
式中、Ｎは、ゼロより大きいＢＩｉを有する画分の数として定義される。ＢＩは、次の２つの方程式（これらの両方が同じＢＩ値を与える）のうちの１つにより定義される：
【数３】
式中、Ｔｘは、ｉ番目の画分についてのＡＴＲＥＦ（すなわち、分析的ＴＲＥＦ）溶出温度（好ましくは、ケルビンで表される）であり、Ｐｘは、ｉ番目の画分についてのエチレンモル分率であり、下に記載されるＮＭＲ又はＩＲによって測定することができる。ＰＡＢは、全エチレン／α−オレフィンインターポリマーのエチレンモル分率（分別前）であり、これもＮＭＲ又はＩＲによって測定することができる。ＴＡ及びＰＡは、純粋な「ハードセグメント」（そのインターポリマーの結晶性セグメントを指す）についてのＡＴＲＥＦ溶出温度及びエチレンモル分率である。近似値として、又はその「ハードセグメント」組成のわからないポリマーについては、ＴＡ及びＰＡ値は、高密度ポリエチレンホモポリマーについての値に設定される。
【０１９７】
ＴＡＢは、オレフィンブロック共重合体と同じ組成（ＰＡＢのエチレンモル分率を有する）及び分子量のランダム共重合体についてのＡＴＲＥＦ溶出温度である。ＴＡＢは、次の方程式を用いて、（ＮＭＲによって測定した）エチレンのモル分率から計算することができる：
ＬｎＰＡＢ＝α／ＴＡＢ＋β
式中、α及びβは、２つの定数であり、広い組成のランダム共重合体の、多数の十分に特性付けされている分取ＴＲＥＦ画分、及び／又は狭い組成をもつ十分に特性付けされているランダムエチレン共重合体を用いて較正することにより決定することができる。注目すべきは、α及びβが計器によって異なる可能性があるということである。さらに、較正を作るために用いられる分取ＴＲＥＦ画分及び／又はランダム共重合体に適切な分子量範囲及びコモノマータイプを用いて、関心対象のポリマー組成を有する適当な較正曲線を作り出す必要がある。わずかな分子量効果がある。較正曲線を類似する分子量範囲から得る場合、このような効果は本質的に無視してもよい。一部の実施形態では、ランダムエチレン共重合体及び／又はランダム共重合体の分取ＴＲＥＦ画分は次の関係を満たす。
Ｌｎ Ｐ＝−２３７．８３／ＴＡＴＲＥＦ＋０．６３９
【０１９８】
上記の較正方程式は、狭い組成のランダム共重合体及び／又は広い組成のランダム共重合体の分取ＴＲＥＦ画分について、エチレンのモル分率、Ｐを、分析的ＴＲＥＦ溶出温度、ＴＡＴＲＥＦに関係づける。ＴＸＯは、ＰＸのエチレンモル分率を有する、同じ組成（すなわち同じコモノマータイプ及び含量）及び同じ分子量のランダム共重合体についてのＡＴＲＥＦ温度である。ＴＸＯは、測定したＰＸモル分率からＬｎＰＸ＝α／ＴＸＯ＋βにより計算することができる。逆に言えば、ＰＸＯは、ＴＸのＡＴＲＥＦ温度を有する、同じ組成（すなわち、同じコモノマータイプ及び含量）及び同じ分子量のランダム共重合体についてのエチレンモル分率であり、ＴＸの測定値を用いてＬｎＰｘｏ＝α／ＴＸ＋βにより計算することができる。
【０１９９】
各々の分取ＴＲＥＦ画分についてのブロックインデックス（ＢＩ）が得られたら、全ポリマーについての重量平均ブロックインデックス、ＡＢＩを計算することができる。
【０２００】
本発明は、その精神及び本質的な特性から逸脱することなくその他の形態に具体化することができる、したがって、参照は、本発明の範囲を示すものとして前述の明細書よりもむしろ添付される特許請求の範囲になされるべきである。
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのようなコーティングされた物品を形成する方法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２００７年１１月１５日出願の米国特許仮出願第６０／９８８，２２２号、標題「COATING COMPOSITION, A COATED ARTICLE, AND METHOD OF FORMING SUCH ARTICLES」の優先権を主張する本出願であり、その教示は、本明細書下文に完全に再現されるように、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
紙製品用のコーティング組成物としてのポリマー材料の使用は一般に公知である。このようなポリマーコーティング組成物により、例えば、グリース、油、水及び／又は蒸気に対する遮断層をもたらすことができる。あるいは、このようなポリマーコーティング組成物により、改良された構造的完全性及び強度をもたらすことができる。しかし、このようなポリマーコーティング組成物の使用により、その他の問題、例えばブロッキングなどが生じる可能性がある。本明細書において、ブロッキングとは、１又はそれ以上のシートの２又はそれ以上の隣接層がくっつく傾向を指す。
【０００４】
そのため、コーティングされた紙製物品が改良された非ブロッキング性を有することが非常に望ましい。しかし、改良された非ブロッキング性を有するコーティングされた紙製物品を作り出そうとする努力にもかかわらず、改良された非ブロッキング性をもたらすコーティング組成物に対する必要性が依然として存在する。さらに、改良された非ブロッキング性を有するコーティングされた紙製物品、及びそれを製造する方法に対する必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのようなコーティングされた物品を形成する方法である。コーティング組成物は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含む。分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。前記架橋剤は、例えば、炭酸亜鉛アンモニウムであってもよい。コーティングされた物品は、セルロース系材料を含む基材；及び基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層を含む。前記１又はそれ以上のコーティング層は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物から導かれてもよい。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。コーティングされた物品を形成する方法は、（１）セルロース系材料を含む基材を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階；（４）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（５）それにより前記コーティングされた物品を形成する段階を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、本発明は、（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物を提供する。
【０００７】
代替実施形態では、本発明は、（１）セルロース系材料を含む基材；及び（２）前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層を含むコーティングされた物品をさらに提供し、この際、前記コーティングは、（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含む、コーティング組成物から導かれる。
【０００８】
代替実施形態では、本発明は、（１）セルロース系材料を含む基材；及び（２）前記セルロース系基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在するコーティング組成物からなるコーティング適用製品を含むコーティングされた物品をさらに提供し、この際、前記コーティング組成物は、（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含む。
【０００９】
代替実施形態では、本発明は、（１）セルロース系材料を含む基材を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階；（４）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（５）それにより前記コーティングされた物品を形成する段階を含む、コーティングされた物品を形成する方法をさらに提供する。
【００１０】
代替実施形態では、本発明は、（１）１又はそれ以上のセルロース系繊維を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記１又はそれ以上のセルロース系繊維に添合する段階；（４）前記コーティング組成物が添合されている前記１又はそれ以上のセルロース系繊維をウェブに形成する段階；（５）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（６）それにより前記コーティングされたセルロース物品を形成する段階を含む、コーティングされた物品を形成する方法をさらに提供する。
【００１１】
代替実施形態では、本発明は、架橋剤が炭酸亜鉛アンモニウムであることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた製品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１２】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１３】
代替実施形態では、本発明は、エチレン系熱可塑性ポリマーが、エチレンと、プロピレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、ビニルアセテート、及び、Ｒが、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲで表される化合物からなる群より選択される、少なくとも１又はそれ以上のコモノマーとからなるα−オレフィンインターポリマーであることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１４】
代替実施形態では、本発明は、プロピレン系熱可塑性ポリマーが、プロピレンと、エチレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、及び、Ｒが、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲで表される化合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のコモノマーからなるα−オレフィンインターポリマーであることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた製品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１５】
代替実施形態では、本発明は、分散体が、分散体の総容積に基づいて少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと少なくとも１又はそれ以上の安定化剤を合計容積で２５〜７４容積％含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた製品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１６】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて１０重量％未満の前記溶液アクリルポリマーを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１７】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて５０重量％未満の前記エマルジョンポリマーラテックスを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１８】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、２〜１０重量％の前記炭酸亜鉛アンモニウムを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００１９】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、２〜７重量％の前記炭酸亜鉛アンモニウムを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２０】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の総重量に基づいて少なくとも５０重量％の前記分散体を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２１】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて２〜１０重量％の前記溶液アクリルポリマーを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２２】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて１０〜５０重量％の前記エマルジョンポリマーラテックスを含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２３】
代替実施形態では、本発明は、安定化剤が、部分的に又は完全に中和されたエチレン−酸共重合体を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２４】
代替実施形態では、本発明は、少なくとも一部の液状媒体が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択されるベースポリマーの融点温度に満たない範囲の温度で除去されることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２５】
代替実施形態では、本発明は、少なくとも一部の液状媒体が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択されるベースポリマーの融点温度より大きいか又はそれに等しい範囲の温度で除去されることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２６】
代替実施形態では、本発明は、コーティング組成物が、基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に、塗布、噴霧、押出、含浸、又はパディングによって局所的に適用されることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２７】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜５０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２８】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜４０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００２９】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜３０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３０】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜２０ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３１】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜１５ｇのコーティング組成物を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３２】
代替実施形態では、本発明は、基材が、天然セルロース系繊維、合成セルロース系繊維、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上の繊維を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３３】
代替実施形態では、本発明は、セルロース系基材が、天然セルロース系繊維、合成セルロース系繊維、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【００３４】
代替実施形態では、本発明は、コーティングされた物品が、紙シート、板紙、段ボール箱、壁紙、又は写真等級紙であることを除いて、先行する実施形態のいずれかに従うコーティング組成物、コーティングされた物品、及びそれを形成する方法を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明は、コーティング組成物、コーティングされた物品、及びこのようなコーティングされた物品を形成する方法である。コーティング組成物は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含む。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。コーティング組成物は、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含んでもよい。コーティングされた製品は、セルロース系材料を含む基材；及び基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層を含む。１又はそれ以上のコーティング層は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物から導かれる。前記分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；ならびに液状媒体を含む。コーティングされた物品を形成する方法は、（１）セルロース系材料を含む基材を選択する段階；（２）（ａ）エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む分散体；ならびに（ｂ）架橋剤を含むコーティング組成物を選択する段階；（３）前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階；（４）水の少なくとも一部を除去する段階；ならびに（５）それによりコーティングされた物品を形成する段階を含む。
【００３６】
コーティング組成物
コーティング組成物は、（ａ）分散体；及び（ｂ）架橋剤を含む。コーティング組成物は、架橋剤をさらに含んでもよい。コーティング組成物は、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含んでもよい。
【００３７】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも２０重量％の分散体を含んでもよい。少なくとも２０重量％の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも３０重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも４０重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも５０重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも５５重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも６５重量％の分散体を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも７５重量％の分散体を含んでもよい。
【００３８】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、約２０重量％未満の架橋剤を含んでもよい。約２０重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、１〜１５重量％の架橋剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜１０重量％の架橋剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜７重量％の架橋剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、３〜７重量％の架橋剤を含んでもよい。
【００３９】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、約８０重量％未満の溶液アクリルポリマーをさらに含んでもよい。約８０重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜５０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜３０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜２０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、１０重量％未満の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜１０重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２〜７重量％の溶液アクリルポリマーを含んでもよい。
【００４０】
コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、約５０重量％未満のエマルジョンポリマーラテックスをさらに含んでもよい。約８０重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、１０〜５０重量％のエマルジョンポリマーラテックスを含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の重量に基づいて、２０〜４０重量％のエマルジョンポリマーラテックスを含んでもよい。
【００４１】
分散体
コーティング組成物は、分散体を含む。分散体は、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；少なくとも１又はそれ以上の安定化剤；及び液状媒体を含む。分散体は、１又はそれ以上の充填剤及び／あるいは１又はそれ以上の添加剤をさらに含んでもよい。分散体は好ましくは水性分散液であってもよい。
【００４２】
ベースポリマー
分散体は、少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーを含む。ベースポリマーは、例えば、エチレン系ポリマー、及びプロピレン系ポリマーからなる群より選択されるポリマーであってもよい。
【００４３】
選択された実施形態では、ベースポリマーは、エチレン−αオレフィン共重合体又はプロピレン−αオレフィン共重合体から形成される。特に、好ましい実施形態では、ベースポリマーは、１又はそれ以上の非極性ポリオレフィンを含む。
【００４４】
その他の選択された実施形態では、オレフィンブロック共重合体、例えば、エチレンマルチブロック共重合体、例えば国際公開番号ＷＯ２００５／０９０４２７号及び米国特許出願第１１／３７６，８３５号に記載されるものなどが、ベースポリマーとして用いられ得る。このようなオレフィンブロック共重合体は、
（ａ）１．７〜３．５のＭｗ／Ｍｎ、少なくとも１つの融点、Ｔｍ（単位は摂氏温度）、及び密度、ｄ、（単位はグラム／立方センチメートル）を有し、該Ｔｍ及びｄの数値は次の関係：
Ｔｍ＞−２００２．９＋４５３８．５（ｄ）−２４２２．２（ｄ）２
に相当する；又は
（ｂ）１．７〜３．５のＭｗ／Ｍｎを有し、かつ、融解熱、ΔＨ（単位はＪ／ｇ）及び最高ＤＳＣピークと最高ＣＲＹＳＴＡＦピークとの間の温度差として定義されるデルタ量、ΔＴ（単位は摂氏温度）を特徴とし、該ΔＴ及びΔＨの数値は次の関係：
ゼロより大きく１３０Ｊ／ｇ以下のΔＨについて、ΔＴ＞−０．１２９９（ΔＨ）＋６２．８１
１３０Ｊ／ｇよりも大きいΔＨについて、ΔＴ≧４８℃
を有し、該ＣＲＹＳＴＡＦピークは、累積ポリマーの少なくとも５％を用いて決定され、ポリマーの５％未満しか特定可能なＣＲＹＳＴＡＦピークを有さない場合には、ＣＲＹＳＴＡＦ温度は３０℃とする；又は
（ｃ）エチレン／α−オレフィンインターポリマーの圧縮成形フィルムで測定される３００％歪及び１サイクルでの弾性回復率、Ｒｅ（単位は％）を特徴とし、密度、ｄ（単位はグラム／立方センチメートル）を有し、該Ｒｅ及びｄの数値は、エチレン／α−オレフィンインターポリマーが架橋相を実質的に含まない場合に次の関係：
Ｒｅ＞１４８１−１６２９（ｄ）
を満たす；又は
（ｄ）ＴＲＥＦを用いて分画した場合に４０℃〜１３０℃の間で溶出する分子画分であって、同じ温度間で溶出する同程度のランダムエチレンインターポリマー画分のものよりも少なくとも５％高いモルコモノマー含量を有することを特徴とする画分を有し、前記同程度のランダムエチレンインターポリマーは、同じコモノマー（１又は複数）を有し、エチレン／α−オレフィンインターポリマーのものから１０％以内のメルトインデックス、密度、及びモルコモノマー含量（全ポリマーに基づく）を有する；あるいは
（ｅ）２５℃での貯蔵弾性率、Ｇ’（２５℃）、及び１００℃での貯蔵弾性率、Ｇ’（１００℃）、を有し、該Ｇ’（２５℃）のＧ’（１００℃）に対する比は、１:１〜９:１の範囲内である、
エチレン／α−オレフィンインターポリマーであってもよい。
【００４５】
エチレン／α−オレフィンインターポリマーはまた、
（ａ）ＴＲＥＦを用いて分画した場合に４０℃〜１３０℃の間で溶出する分子画分であって、少なくとも０．５であって約１までのブロックインデックス、約１．３より大きい分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有することを特徴とする画分を有するか；又は
（ｂ）ゼロより大きく約１．０までの平均ブロックインデックス及び約１．３より大きい分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有してもよい。
【００４６】
代替実施形態では、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びそれらの共重合体など、ならびにそれらのブレンド、ならびにエチレン−プロピレン−ジエンターポリマーをベースポリマーとして使用してもよい。一部の実施形態では、例示的なオレフィン系重合体としては、限定されるものではないが、Ｅｌｓｔｏｎに交付された米国特許第３，６４５，９９２号に記載される均質なポリマー；Ａｎｄｅｒｓｏｎに交付された米国特許第４，０７６，６９８号に記載される高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）；不均一に分枝した直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）；不均一に分枝した直鎖状超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）；均一に分枝した線状エチレン／α−オレフィン共重合体；均一に分枝した実質的に線状のエチレン／α−オレフィンポリマー（これは例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，２７２，２３６号及び同第５，２７８，２７２号に開示されるプロセスによって調製することができる）；ならびに高圧フリーラジカル重合エチレンポリマー及び共重合体、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などが挙げられる。
【００４７】
参照によりその各々のその全文が本明細書に組み込まれる米国特許第６，５６６，４４６号、同第６，５３８，０７０号、同第６，４４８，３４１号、同第６，３１６，５４９号、同第６，１１１，０２３号、同第５，８６９，５７５号、同第５，８４４，０４５号、又は同第５，６７７，３８３号に記載されるポリマー組成物も、ベースポリマーとして使用してもよい。当然、ポリマーのブレンドも同様に使用することができる。一部の実施形態では、ブレンドには、２種類の異なるチーグラー・ナッタポリマーが含まれる。その他の実施形態では、ブレンドには、チーグラー・ナッタとメタロセンポリマーのブレンドが含まれてもよい。さらにその他の実施形態では、本明細書で使用されるポリマーは、２種類の異なるメタロセンポリマーのブレンドである。その他の実施形態では、シングルサイト触媒から製造されたポリマーを使用してもよい。さらに別の実施形態では、ブロック又はマルチブロック共重合体を本発明の実施形態で使用してもよい。このようなポリマーとしては、ＷＯ２００５／０９０４２７号（２００４年３月７日出願の米国特許第６０／５５３，９０６号の優先権を有する）に記載され、特許請求されるポリマーが挙げられる。
【００４８】
一部の特定の実施形態では、ベースポリマーは、プロピレン系共重合体もしくはインターポリマーである。一部の実施形態では、プロピレン／エチレン共重合体もしくはインターポリマーは、実質的にアイソタクチックなプロピレン配列を有することを特徴とする。用語「実質的にアイソタクチックなプロピレン配列」及び同様の用語は、その配列の１３Ｃ ＮＭＲにより測定されるアイソタクチックトライアッド（ｍｍ）が約０．８５より大きい、好ましくは約０．９０より大きい、より好ましくは約０．９２より大きい、最も好ましくは約０．９３より大きいことを意味する。アイソタクチックトライアッドは当分野で周知であり、例えば、米国特許第５，５０４，１７２号及びＷＯ００／０１７４５号に記載されており、それらは１３Ｃ ＮＭＲスペクトルにより決定される共重合体分子鎖中のトライアッド単位に関してアイソタクチック配列に言及している。
【００４９】
その他の特定の実施形態では、ベースポリマーは、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）系ポリマーであってもよい。その他の実施形態では、ベースポリマーは、エチレン−メチルアクリレート（ＥＭＡ）系ポリマーであってもよい。その他の特定の実施形態では、エチレン−αオレフィン共重合体は、エチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、又はエチレン−オクテン共重合体もしくはインターポリマーであってもよい。その他の特定の実施形態では、プロピレン−αオレフィン共重合体は、プロピレン−エチレン又はプロピレン−エチレン−ブテン共重合体もしくはインターポリマーであってもよい。
【００５０】
ある種の実施形態では、ベースポリマーは、密度が０．８６３〜０．９１１ｇ／ｃｃの間、メルトインデックス（重さ２．１６ｋｇで１９０℃）が０．１〜１００ｇ／１０分であるエチレン−オクテン共重合体もしくはインターポリマーであり得る。その他の実施形態では、エチレン−オクテン共重合体は、密度が０．８６３〜０．９０２ｇ／ｃｍ３の間、メルトインデックス（２．１６ｋｇ負荷下、１９０℃で測定）が０．８〜３５ｇ／１０分であってもよい。
【００５１】
ある種の実施形態では、ベースポリマーは、５〜２０重量％のエチレン含量及び０．５〜３００ｇ／１０分のメルトフローレート（２．１６ｋｇ負荷下、２３０℃で測定）を有するプロピレン−エチレン共重合体もしくはインターポリマーであり得る。その他の実施形態では、プロピレン−エチレン共重合体もしくはインターポリマーは、９〜１２重量％の間のエチレン含量及び１〜１００ｇ／１０分のメルトフローレート（２．１６ｋｇ負荷下、２３０℃で測定）を有し得る。
【００５２】
ある種のその他の実施形態では、ベースポリマーは、０．９１１〜０．９２５ｇ／ｃｍ３の間の密度及び０．１〜１００ｇ／１０分のメルトインデックス（２．１６ｋｇ負荷下、１９０℃で測定）を有する低密度ポリエチレンであってもよい。
【００５３】
その他の実施形態では、ベースポリマーは、５０％未満の結晶化度を有し得る。例えば、ベースポリマーの結晶化度は、５〜３５％であってもよい；又は代替形態では、結晶化度は７〜２０％の範囲であってもよい。
【００５４】
ある種のその他の実施形態では、ベースポリマーは、１１０℃未満の融点を有し得る。例えば、融点は、２５〜１００℃であってもよい；又は代替形態では、融点は、４０〜８５℃の間であってもよい。
【００５５】
ある種の実施形態では、ベースポリマーは、２０，０００ｇ／モルより大きい重量平均分子量を有し得る。例えば、重量平均分子量は、２０，０００〜１５０，０００ｇ／モル；又は代替形態では、５０，０００〜１００，０００ｇ／モルであってもよい。
【００５６】
１又はそれ以上のベースポリマー、例えば、熱可塑性樹脂は、水性分散液の中に１重量％〜９６重量％の量で含まれてもよい。例として、１又はそれ以上のベースポリマー、例えば、熱可塑性樹脂は、水性分散液中に１０重量％〜７０重量％、例えば２０％〜５０重量％の量で存在してもよい。
【００５７】
当業者であれば、上記リストが例示的なベースポリマーの非包括的なリストであることを理解するであろう。本発明の範囲が、特許請求の範囲によってのみ制限されることは理解されるであろう。
【００５８】
安定化剤
分散体は、安定な分散体又はエマルジョンの形成を促進するために、少なくとも１又はそれ以上の安定化剤（本明細書において分散剤とも呼ばれる）をさらに含んでもよい。選択された実施形態では、安定化剤は、界面活性剤、ポリマー（上に詳述されるベースポリマーとは異なる）、又はそれらの混合物であってもよい。ある種の実施形態では、安定化剤は、極性基をコモノマーか又はグラフトされたモノマーとして有する極性ポリマーであり得る。例示的な実施形態では、安定化剤は、極性基をコモノマーか又はグラフトされたモノマーとして有する１又はそれ以上の極性ポリオレフィンを含む。例示的なポリマー安定化剤としては、限定されるものではないが、エチレン−アクリル酸（ＥＡＡ）及びエチレン−メタクリル酸共重合体、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓから市販されているＮＵＣＲＥＬ（商標）、及びＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＥＳＣＯＲ（商標）などの商標で入手可能なもの、ならびに、米国特許第４，５９９，３９２号、同第４，９８８，７８１号、及び同第５，９３８，４３７号に記載されるものが挙げられ、その各々は参照によりその全文が本明細書に組み込まれる。その他の例示的なポリマー安定化剤としては、限定されるものではないが、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）共重合体、エチレンメチルメタクリレート（ＥＭＭＡ）、及びエチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ）が挙げられる。その他のエチレン−カルボン酸共重合体も使用してもよい。当業者であれば、多数のその他の有用なポリマーも使用してもよいことを理解するであろう。
【００５９】
使用してもよいその他の安定化剤としては、限定されるものではないが、１２〜６０個の炭素原子を有する長鎖脂肪酸又は脂肪酸塩が挙げられる。その他の実施形態では、長鎖脂肪酸又は脂肪酸塩は、１２〜４０個の炭素原子を有し得る。
【００６０】
ポリマーの極性基が本来酸性又は塩基性である場合、そのポリマー安定化剤を中和剤を用いて部分的に又は完全に中和して対応する塩を形成してもよい。ある種の実施形態では、安定化剤、例えば長鎖脂肪酸又はＥＡＡの中和は、モルベースで２５〜２００％であってもよい；又は代替形態では、それはモルベースで５０〜１１０％であってもよい。例えば、ＥＡＡに関して、中和剤は塩基、例えば例として水酸化アンモニウム又は水酸化カリウムなどであってもよい。その他の中和剤には、例として水酸化リチウム又は水酸化ナトリウムを含めることができる。別の代替形態では、中和剤は、例として、任意のアミン、例えばモノエタノールアミン、又は２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）などであってもよい。当業者であれば、適当な中和剤の選定が、配合される特定の組成物に依存すること、及び、そのような選択が当業者の知識の範囲内であることを理解するであろう。
【００６１】
本発明の実施において有用であり得るさらなる安定化剤としては、限定されるものではないが、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤が挙げられる。陰イオン性界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、スルホン酸塩、カルボン酸塩、及びリン酸塩が挙げられる。陽イオン性界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、第四級アミンが挙げられる。非イオン性界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、エチレンオキシド及びシリコーン界面活性剤を含有するブロック共重合体が挙げられる。本発明の実施において有用な安定化剤は、外部界面活性剤か又は内部界面活性剤のいずれかであり得る。外部界面活性剤は、分散体調製の間に化学的に反応してベースポリマーの中に入らない界面活性剤である。本明細書において有用な外部界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、ドデシルベンゼンスルホン酸の塩及びラウリルスルホン酸塩が挙げられる。内部界面活性剤は、分散体調製の間に化学的に反応してベースポリマーの中に入ってくる界面活性剤である。本明細書において有用な内部界面活性剤の例としては、２，２−ジメチロールプロピオン酸及びその塩が挙げられる。
【００６２】
ある種の実施形態では、分散剤又は安定化剤は、使用するベースポリマー（又はベースポリマー混合物）の量に基づいて、ゼロより大きく６０重量％までの範囲の量で用いられ得る。例えば、長鎖脂肪酸又はその塩は、ベースポリマーの量に基づいて０．５〜１０重量％使用されてもよい。その他の実施形態では、エチレン−アクリル酸又はエチレン−メタクリル酸共重合体は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．０１〜６０重量％の量で使用されてもよい；又は代替形態では、エチレン−アクリル酸又はエチレン−メタクリル酸共重合体は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．５〜６０重量％の量で使用されてもよい。さらにその他の実施形態では、スルホン酸塩は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．０１〜６０重量％の量で使用されてもよい；又は代替形態では、スルホン酸塩は、ベースポリマーの重量に基づいて、０．５〜１０重量％の量で使用されてもよい。
【００６３】
使用する安定化剤の種類及び量は、分散体を添合して形成されたセルロース系物品の最終特性にも影響を及ぼし得る。例えば、改良された油及びグリース耐性を有する物品に、ベースポリマーの総量に基づいて１０〜５０重量％の量でエチレン−アクリル酸共重合体又はエチレン−メタクリル酸共重合体を有する界面活性剤パッケージを添合してもよい。類似の界面活性剤パッケージを、改良された強度又は軟度が望ましい最終特性である場合に使用してもよい。もう一つの例として、改良された耐水性又は耐湿性を有する物品に、両方ともベースポリマーの総量に基づいて、０．５〜５重量％の量の長鎖脂肪酸、又は１０〜５０重量％の量のエチレン−アクリル酸共重合体を利用する界面活性剤パッケージを添合してもよい。その他の実施形態では、界面活性剤又は安定化剤の最小量は、ベースポリマーの総量に基づいて、少なくとも１重量％であるべきである。
【００６４】
液状媒体
分散体は、液状媒体をさらに含む。液状媒体は、任意の媒体であってもよい；例えば、液状媒体は水であってもよい。分散体の含水量は、好ましくは、固形分（ベースポリマー＋安定化剤）が１％〜７４容積％の間であるように制御されてもよい。特定の実施形態では、固形分の範囲は１０％〜７０容積％の間であってもよい。その他の特定の実施形態では、固形分の範囲は２０％〜６０容積％の間である。ある種のその他の実施形態では、固形分の範囲は、３０％〜５５容積％である。
【００６５】
分散体のための充填剤
分散体は、１又はそれ以上の充填剤をさらに含んでもよい。分散体は、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた重量１００部あたり０．０１〜６００重量部の１又はそれ以上の充填剤を含む。ある種の実施形態では、分散体中に添加されている充填剤は、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた重量１００部あたり０．０１〜２００重量部の１又はそれ以上の充填剤であってもよい。充填剤材料には、従来の充填剤例えば、ミルドガラス、炭酸カルシウム、アルミニウム三水和物、タルク、三酸化アンチモン、フライアッシュ、クレイ（例としてベントナイト又はカオリンクレイなど）、又はその他の公知の充填剤などが含まれ得る。
【００６６】
分散体のための添加剤
分散体は、添加剤をさらに含んでもよい。このような添加剤は、本発明の範囲を逸脱することなく分散体中で使用されるベースポリマー、安定化剤、又は充填剤とともに用いられてもよい。例えば、添加剤としては、限定されるものではないが、湿潤剤、界面活性剤、帯電防止剤、消泡剤、粘着防止剤、ワックス−分散色素（wax-dispersion pigments）、中和剤、増粘剤、相溶化剤、光沢剤、レオロジー改質剤、殺生物剤、殺真菌薬、及び当業者に公知のその他の添加剤を挙げることができる。
【００６７】
分散体配合物
例示的な分散体配合物には、ベースポリマー（少なくとも１種の非極性ポリオレフィンを含んでもよい）、安定化剤（少なくとも１種の極性ポリオレフィンを含んでもよい）、水、及び所望により１又はそれ以上の充填剤及び又は添加剤が含まれてもよい。ベースポリマー及び安定化剤に関して、ある種の実施形態では、少なくとも１つの非極性ポリオレフィンは、分散体中のベースポリマー及び安定化剤の総量に基づいて、３０％〜９９重量％の間を占めてもよく；又は代替形態では、少なくとも１種の非極性ポリオレフィンは、分散体中のベースポリマー及び安定化剤の総量に基づいて、５０％〜８０重量％の間を占めてもよく；又はもう一つの(anther)代替形態では、１又はそれ以上の非極性ポリオレフィンは、分散体中のベースポリマー及び安定化剤の総量に基づいて、約７０重量％を占めてもよい。
【００６８】
充填剤に関しては、一般に、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、０より多く６００部までの量である。選択された実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、５０〜２５０部である。選択された実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、１０〜５００部の間である。さらにその他の実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、２０〜４００部の間である。その他の実施形態では、ベースポリマー、例えばポリオレフィンと安定化剤を合せた量１００部あたり、０〜２００部の間である。
【００６９】
これらの固体材料、すなわちベースポリマー及び安定化剤は、液体媒質中に分散していることが好ましく、ある種の実施形態では、その液体媒質は水である。ある種の実施形態では、十分な中和剤を添加して、ｐＨを４〜１４の範囲に維持する。ある種のその他の実施形態では、十分な塩基を添加して、ｐＨを６〜１１の範囲に維持する；ある種のその他の実施形態では、ｐＨは８〜１０．５の範囲内であってもよい。分散体の含水量は、固形分（ベースポリマー＋安定化剤）が１％〜７４容積％の間であるように制御されることが好ましい。もう一つの実施形態では、固形分は、２５％〜７４容積％の間である。特定の実施形態では、固形分の範囲は、１０％〜７０重量％の間であってもよい。その他の特定の実施形態では、固形分の範囲は、２０％〜６０重量％の間である。ある種のその他の実施形態では、固形分の範囲３０％〜５５重量％の間である。
【００７０】
ある種の実施形態では、セルロース系基材及びセルロース系基材の少なくとも１つの表面上のコーティング組成物の、少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと少なくとも１又はそれ以上の安定化剤を合わせた量は、１００重量部のセルロース系基材あたり１０〜１５０部の範囲内であってもよい。その他の実施形態では、セルロース系基材及びセルロース構造の少なくとも１つの表面上のコーティング組成物の、充填剤を合わせた量は、１００重量部のセルロース系基材あたり１０〜６００部の範囲、又は代替形態では、その他の実施形態では１０〜３００部であってもよい。
【００７１】
水性分散液は、０．０１〜５．０μｍの間、又は代替形態では０．１〜５．０μｍの平均粒度を有することを特徴とし得る。その他の実施形態では、水性分散液は０．５μｍ〜２．７μｍの平均粒度を有し得る。その他の実施形態では、０．８μｍ〜１．２μｍを有し得る。語句「平均粒度」とは、本明細書において、容積平均粒度を指す。粒度を測定するためには、例として、レーザー回折法を用いてもよい。本説明において粒度とは、分散体中のポリマーの直径を指す。球形でないポリマー粒子に関して、粒子の直径は粒子の長軸と短軸の平均である。粒度は、Ｂｅｃｋｍａｎ−Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０レーザー回折粒度分析器又はその他の適した装置で測定することができる。
【００７２】
水性分散液は、界面活性剤、起泡剤、分散剤、増粘剤、難燃剤、色素、帯電防止剤、強化用繊維、消泡剤、粘着防止剤、ワックス分散剤、酸化防止剤、中和剤、レオロジー改質剤、防腐剤、殺生物剤、酸捕捉剤、湿潤剤などをさらに含んでもよい。本発明の目的には任意選択であるが、その他の成分も製造工程中及び製造工程後の製品安定性のために非常に有利であり得る。
【００７３】
その上、水性分散液には、所望により充填剤湿潤剤がさらに含まれてもよい。充填剤湿潤剤は、一般に充填剤とポリオレフィン分散体をより適合させるのに役立ち得る。有用な湿潤剤としては、リン酸塩、例えばナトリウムヘキサメタホスフェートが挙げられる。充填剤湿潤剤は、１００重量部の充填剤あたり少なくとも約０．５部の濃度で水性分散液中に含まれ得る。
【００７４】
さらに、水性分散液には、所望により増粘剤がさらに含まれてもよい。増粘剤は、低粘性分散体の粘度を増加させるために本発明において有用であり得る。本発明の実施における使用に適した増粘剤は、当分野で公知の任意のもの、例えば、例としてポリ−アクリレート型増粘剤又は関連非イオン性増粘剤、例えば、修飾セルロースエーテルなどであり得る。例えば、適した増粘剤としては、ＡＬＣＯＧＵＭ（商標）ＶＥＰ−ＩＩ（Ａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標）、ＲＨＥＯＶＩＳ（商標）及びＶＩＳＣＡＬＥＸ（商標）（Ｃｉｂａ Ｃｅｉｇｙの商標）、ＵＣＡＲ（登録商標）増粘剤１４６、又はＥＴＨＯＣＥＬ（商標）又はＭＥＴＨＯＣＥＬ（商標）（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標）及びＰＡＲＡＧＵＭ（商標）２４１（Ｐａｒａ−Ｃｈｅｍ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ，Ｉｎｃ．の商標）、又はＢＥＲＭＡＣＯＬ（商標）（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌの商標）又はＡＱＵＡＬＯＮ（商標）（Ｈｅｒｃｕｌｅｓの商標）又はＡＣＵＳＯＬ（登録商標）（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓの商標）が挙げられる。増粘剤は、所望の粘度の分散体を調製するために必要な任意の量で使用することができる。
【００７５】
したがって、分散体の最終的な粘度は制御可能である。従来手段で所定量の充填剤を含む分散体へ増粘剤を添加して、必要な粘度を得ることができる。従って分散体の粘度は、適度な増粘剤投入（１００ｐｈｒの水性ポリマー分散体に基づいて４％まで、好ましくは３％未満）によって、＋３０００ｃＰ（２０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄスピンドル４）に達し得る。記載される出発ポリマー分散体の初期粘度は、充填剤と添加剤との配合前に、２０〜１０００ｃＰ（室温にて５０ｒｐｍのスピンドルＲＶ３を用いて測定したＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度）の間である。さらにより好ましくは、分散体の出発粘度は、１００〜６００ｃＰの間であり得る。
【００７６】
同様に、本明細書において用いられる水性分散液は、充填剤をベースポリマー／安定化剤に添加した場合のその安定性を特徴とする。この文脈において、安定性とは、結果として得られる水性ポリオレフィン分散体の粘度の安定性を指す。安定性を試験するため、所定期間にわたって粘度を測定する。好ましくは、２０℃で測定される粘度は、周囲温度で保存される場合、２４時間の期間にわたって元の粘度の＋／−１０％のままであるべきである。
【００７７】
本発明の水性分散液は、平均粒度が０．０１〜５μｍ、例えば、０．１〜５μｍの粒子を含んでもよい。
【００７８】
例示的な水性分散液は、例として、米国特許出願公開第２００５／０１００７５４号、同第２００５／０１９２３６５号、ＰＣＴ公開第ＷＯ２００５／０２１６３８号、及び同第ＷＯ２００５／０２１６２２号に開示されており、それらは全て参照により本明細書に組み込まれる。
【００７９】
分散体の形成
水性分散液は、当業者の認める多数の方法によって形成することができる。ある種の実施形態では、水性分散液は、例えば、分散体が、参照によりその全文が本明細書に組み込まれるＷＯ２００５０２１６３８号に記載される手順に従って形成される、開示される技法を用いて形成されてもよい。
【００８０】
特定の実施形態では、ベースポリマー、安定化剤、及び所望により充填剤を、押出機内で水及び中和剤、例えばアンモニア、水酸化カリウム、又は前記２種類の組合せなどとともに溶融混練して分散体化合物を形成する。当業者であれば多数のその他の中和剤を使用してもよいことを理解するであろう。一部の実施形態では、充填剤は、ベースポリマーと安定化剤をブレンドした後に添加してもよい。一部の実施形態では、分散体は最初に１〜３重量％の水を含むように希釈され、次に、その後約２５重量％よりも多くの水を含むようにさらに希釈される。
【００８１】
当分野で公知の任意の溶融混練手段を使用してもよい。一部の実施形態では、混練機、ＢＡＮＢＵＲＹ（登録商標）ミキサー、一軸スクリュー押出機、又は多軸スクリュー押出機が使用される。本発明に従って分散体を製造するためのプロセスは特に制限されない。一つの例示的なプロセスは、上記の成分を米国特許第５，７５６，６５９号及び同第６，４５５，６３６号に従って溶融混練することを含むプロセスである。
【００８２】
例えば、押出機（ある種の実施形態では二軸スクリュー押出機）は、背圧レギュレーター、溶融ポンプ、又はギアポンプに連結される。例示的な実施形態はまた、ベースリザーバ及び初期水リザーバも提供し、その各々にはポンプも含まれる。所望の量のベース及び初期水は、それぞれベースリザーバ及び初期水リザーバから供給される。任意の適したポンプを使用してもよいが、一部の実施形態では、２４０バールの圧力で約１５０ｃｃ／分の流れを供給するポンプを用いて、ベース及び初期水が押出機に供給される。その他の実施形態では、液体注入ポンプは、２００バールで３００ｃｃ／分又は１３３バールで６００ｃｃ／分の流れを供給する。一部の実施形態では、ベース及び初期水は予熱機で予熱される。
【００８３】
ペレット、粉末、又はフレークの形態の樹脂は、フィーダーから押出機の注入口に供給され、そこで樹脂は溶融又は配合される。一部の実施形態では、分散剤は、樹脂を通じて、かつその樹脂とともに樹脂に添加され、その他の実施形態では、分散剤は別々に二軸スクリュー押出機に供給される。次に、樹脂溶融物は、押出機の混合及び運搬ゾーンから乳化ゾーンに運ばれ、そこで水及びベースリザーバから初期量の水及びベースが注入口を通じて添加される。一部の実施形態では、分散剤は、追加として、又は独占的に水流に添加されてもよい。一部の実施形態では、乳化した混合物は、押出機の希釈及び冷却ゾーンにおいて、水リザーバから注入口を通じて追加の水でさらに希釈される。一般に、分散体は冷却ゾーンにおいて少なくとも３０重量％の水に希釈される。加えて、希釈した混合物は所望の希釈レベルが達成されるまで何回でも希釈してもよい。一部の実施形態では、水は二軸スクリュー押出機の中に添加されるのではなく、むしろ溶融物が押出機から出た後に樹脂溶融物を含有する流れに添加される。このようにして、押出機内で形成される蒸気圧が排除される。
【００８４】
特定の実施形態では、フォームの形態の水性分散液を利用することが望ましい場合がある。フォームを調製する場合、水性分散液を泡立てることが好ましい場合が多い。本発明の実施に際して、ガスを起泡剤として使用することが好ましい。適した起泡剤の例としては、限定されるものではないが、ガス及び／又はガスの混合物、例えば、空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウムなどが挙げられる。特に好ましいものは、空気を起泡剤として使用することである。起泡剤は、一般にガスの液体の中への機械的導入により導入されて、泡が形成される。この技法は機械的起泡として公知である。起泡した水性分散液を調製する際、装置、例えば、ＯＡＫＥＳ、ＭＯＮＤＯ、又はＦＩＲＥＳＴＯＮＥ起泡器などを用いて全ての成分を混合した後、空気又はガスを混合物の中にブレンドすることが好ましい。
【００８５】
安定な泡を調製するために有用な界面活性剤は、本明細書においてフォーム安定剤と呼ばれる。フォーム安定剤は本発明の実施において有用である。当業者であれば、多数のフォーム安定剤を使用することができることを理解するであろう。フォーム安定剤としては、例えば、スルフェート、スクシナメート、及びスルホスクシナメートを挙げることができる。
【００８６】
架橋剤
コーティング組成物は、架橋剤をさらに含む。このような架橋剤としては、限定されるものではないが、金属塩が挙げられる。架橋は、ただ単に、本発明のコーティング組成物の乾燥の間の水の除去により起こる。適した架橋剤としては、限定されるものではないが、多価金属化合物、例えば硝酸クロム、酢酸亜鉛、硫酸亜鉛、酸化亜鉛などが挙げられる。例示的な架橋剤としては、限定されるものではないが、ＺＡＣ（炭酸亜鉛アンモニウム）、ＫＺＣ（炭酸カリウムジルコニウム）及びＡＺＣ（炭酸アンモニウムジルコニウム）が挙げられる。金属架橋剤を用いてもよい。例示的な多価金属としては、限定されるものではないが、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、クロム、亜鉛、アルミニウム、あるいは任意のそれらの２又はそれ以上の混合物が挙げられる。ジルコニウムは金属架橋剤として特によく適している。金属架橋剤は、一般に、アンモニア、アセテート、プロピオネート、スルフェート、カルボネート、ニトラート、ホスフェート、タルトラート、アセチルアセトネート、オキシド、あるいは任意のそれらの２又はそれ以上の混合物の塩又は複合体である。従って、例示的な金属架橋剤としては、炭酸アンモニウムジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトナート、酢酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、リン酸ジルコニウム、炭酸カリウムジルコニウム、リン酸ジルコニウムナトリウム、酒石酸ジルコニウム、酸化亜鉛、ならびに上記多価金属及び対イオンのその他の組合せが挙げられる。同様に、有機チタネート、例えばチタンアセチルアセトナート及びチタンラクテートキレートなどを使用することができる。架橋剤は、好ましくは炭酸亜鉛アンモニウムであってもよい。
【００８７】
溶液アクリルポリマー
コーティング組成物は、所望により溶液アクリルポリマーを含んでもよい。このような溶液アクリルポリマーは、一般に水溶液樹脂である。溶液アクリルポリマーは、例として、配合物の総重量に基づいて２〜１５重量％のアクリル系樹脂を含み得る。特に好ましいアクリル樹脂は、アクリル溶液樹脂、例えばＳ．Ｃ Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｓｏｎ，Ｉｎｃ．により製造されるＪｏｎｃｒｙｌ（登録商標）６０、Ｍｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．により製造されるＭｏｒｃｒｙｌ（登録商標）１３２及び１５０；スチレン化アクリルエマルジョン樹脂、例えばＳ．Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｓｏｎ，Ｉｎｃ．により製造されるＪｏｎｃｒｙｌ（登録商標）８９及び１３０、Ｍｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．により製造されるＬｕｃｉｄｅｎｅ（登録商標）６０２、及びＢ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈにより製造されるＺｉｎｐｏｌ（登録商標）４６０である。これらの樹脂は、一般にその水溶解度を高めるためにアンモニアで中和される。好ましいアクリル溶液樹脂は、Ｍｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．により製造されるＭｏｒｃｒｙｌ（登録商標）１３２である。
【００８８】
エマルジョンポリマーラテックス
コーティング組成物は、所望によりエマルジョンポリマーラテックスを含んでもよい。このようなエマルジョンポリマーラテックスは、少なくとも１種類の合成ラテックスを含んでもよい。合成ラテックスは、一般に１又はそれ以上のモノマーの乳化重合により調製されるポリマー粒子の水性分散液として公知である。ラテックスは、単峰性又は多峰性、例えば二峰性の粒度分布を有し得る。ラテックスの混合物又はブレンドを用いることができる。
【００８９】
本発明の一実施形態では、ラテックスのポリマーは共重合体、すなわち少なくとも２種類のモノマーから形成されたポリマーである。ラテックスは、単一の共重合体を含んでもよいし、１よりも多くの共重合体を含んでもよい。有利には、ラテックスのポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０℃〜１００℃である。
【００９０】
本発明の実施に際して、単独で有用な共重合体は、ブレンドにおいてのみ有用な共重合体とは対照的に、約−１０℃以上、好ましくは少なくとも約０℃のＴｇを有することが望ましい。望ましくは、共重合体のＴｇは、約５０℃以下、好ましくは約４０℃までである。一般に好ましい範囲は０℃〜４０℃である。本発明の組成物の共重合体のＴｇは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定される。
【００９１】
本発明の水性コーティング組成物のラテックス成分には広い範囲のモノマー組成物が有用であるが、特定の実施形態では、共重合体は、それが調製される重合混合物中に存在するエチレン性不飽和モノマーの群に架橋モノマーが存在しないために、架橋されていないことが好ましい。つまり、この実施形態では、共重合体が、架橋モノマー又は一部のその他の架橋剤の不在下で重合により製造されることが望ましい。
【００９２】
代替実施形態では、共重合体は軽く架橋されていることが望ましい。これは、共重合体を調製する重合混合物中に、多官能性であり、架橋剤としての有用性が公知のモノマー、例えば、例としてジビニルベンゼン又はアリル（メタ）アクリレートなどを封入することにより達成され得る。この特定の実施形態では、架橋モノマーの共重合体中の含量は約２重量％以下、好ましくは０．００１〜２重量％、より好ましくは０．０１〜１．５重量％、さらにより好ましくは０．１〜１重量％であることが好ましく、前記重量百分率は、重合混合物中のモノマーの総重量に基づく。
【００９３】
幅広い種類のモノマーを用いて本発明の組成物中での使用に適した共重合体を調製してもよい。主に（メタ）アクリレートモノマーを含む（メタ）アクリレート共重合体が、望ましい種類の共重合体の一つである。
【００９４】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスの目的において、用語「（メタ）」は、メチル置換化合物が、その用語により修飾される化合物のクラスの中に含まれていることを示す。例えば、用語（メタ）アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸を表す。
【００９５】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスに関連して、本明細書において用語「（メタ）アクリレート共重合体」とは、重合形態で少なくとも８０重量％の（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーを含む共重合体を意味する。好ましい実施形態では、共重合体は重合形態で少なくとも９０重量％の（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーを含むが、さらにより好ましいのは、共重合体が重合形態で少なくとも９５重量％の（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーを含む実施形態である。
【００９６】
非常に好ましい実施形態では、共重合体は純粋な（メタ）アクリレートであるか、又は非（メタ）アクリレートシードの封入を除く純粋な（メタ）アクリレートである。これらの共重合体は、本質的に（メタ）アクリレートモノマーから、又は（メタ）アクリレートモノマー及び（メタ）アクリル酸モノマーからなることが望ましい。
【００９７】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスに関連して、本明細書において用語「（メタ）アクリレートモノマー」とは、本発明の組成物における使用に適した（メタ）アクリレート共重合体を調製するために使用されるモノマーを含むことを意味する。それに含まれるものは、従来公知のアクリレート、例えば、例として、式ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＲで表されるアクリル酸のアルキルエステル、及び、式ＣＨ２＝ＣＣＨ３ＣＯＯＲで表されるメタクリル酸のアルキルエステルである（式中、Ｒは、１〜１６個の炭素原子を含むヒドロカルビルもしくは置換ヒドロカルビル基である）。用語「（メタ）アクリル酸モノマー」とはアクリル酸、メタクリル酸及びそれらの置換誘導体を含むことを意味する。
【００９８】
本発明のエマルジョンポリマーラテックスに関連して、本明細書において用語「（メタ）アクリレートモノマー」とは本明細書において、モノビニルアクリレート及びメタクリレートモノマーを含むことも意味する。（メタ）アクリル酸塩には、エステル、アミド及びそれらの置換誘導体が含まれ得る。一般に、好ましい（メタ）アクリレートは、Ｃ１−Ｃ８アルキルアクリレート及びメタクリレートである。
【００９９】
適した（メタ）アクリレートの例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート及びイソオクチルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレートならびに２−ヒドロキシエチルアクリレート及びアクリルアミドが挙げられる。好ましい（メタ）アクリレートは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、メチルメタクリレート及びブチルメタクリレートである。その他の適したモノマーとしては、低級アルキルアクリレート及びメタクリレートが挙げられ、それにはアクリル酸及びメタクリル酸エステルモノマー：メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、フェニルメタクリレートが挙げられる。
【０１００】
ポリマー中の成分としての使用に適したモノマーは、そのモノマーから調製されるホモポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）に応じて、「ハード」又は「ソフト」モノマーと分類される場合が多い。本明細書において、ハードモノマーは、そのホモポリマーに関して４０℃よりも大きいＴｇを有するとして特徴づけられ、一方ソフトモノマーは、そのホモポリマーに関して４０℃又はそれ未満のＴｇを有するとして特徴づけられる。好ましいハード（メタ）アクリレートモノマーはメチルメタクリレートである。
【０１０１】
ソフト非官能性（メタ）アクリレートモノマーは、次式：
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素及びメチルからなる群より選択され、Ｒ２は、アルキル基であり、好ましくは約１５個までの炭素原子を有する）を有する。本明細書及び特許請求の範囲に用いられる用語「アルキル」とは、分枝しても分枝していなくてもよい、環状及び非環状飽和炭化水素基を意味する。例示的なソフト非官能性アクリルモノマーとしては、限定されるものではないが、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレートが挙げられる。ブチルアクリレートが好ましいソフト非官能性モノマーである。
【０１０２】
しばしば（メタ）アクリレートに分類される適した非エステルモノマーはニトリルである。好ましいニトリルモノマーはアクリロニトリルである。
【０１０３】
本発明の（メタ）アクリレート共重合体のさらに非常に好ましい実施形態は、（メタ）アクリレートモノマーでないその他のコモノマーを約５重量％まで含んでもよいが、その他の実施形態は、その他のコモノマーとして１０重量％程度の量又はさらに２０重量％程度の量の（メタ）アクリレートモノマーでないモノマーを含んでもよい。本発明のこれらの共重合体において有用なその他のモノマーとしては、ビニル芳香族モノマー、脂肪族共役ジエンモノマー、モノエチレン性不飽和カルボン酸モノマー、ビニルアセテートモノマー、ビニリデンハライドモノマー及びビニルハライドモノマーが挙げられる。本発明での使用に適した一部のその他の望ましい共重合体において、重合混合物のモノマーには、１〜約４０重量％の１又はそれ以上の（メタ）アクリレートモノマーが含まれる。
【０１０４】
本明細書及び特許請求の範囲に用いられる、「ビニル芳香族モノマー」は、少なくとも１つの芳香環及び、ビニル不飽和を有する少なくとも１つの脂肪族含有部分を含有する任意の有機化合物として定義され；提供される。ビニル芳香族モノマーの例としては、スチレン、ｐ−メチルスチレン、メチルスチレン、ｏ，ｐ−ジメチルスチレン、ｏ，ｐ−ジエチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、イソプロピルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、ｏ−メチル−ｐ−イソプロピルスチレン、ｏ，ｐ−ジクロロスチレン、及びそれらの混合物が挙げられる。好ましいビニル芳香族モノマーは、スチレン及びビニルトルエンであり；その商業的入手性及び低コストのため、スチレンがより好ましいビニル芳香族モノマーである。
【０１０５】
用語「共役ジエンモノマー」は、本明細書において、化合物、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、及び４−メチル−１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、ピペリレン（１，３−ペンタジエン）、ならびに１，３−ブタジエンのその他の炭化水素類似体などを含むことが意図される。好ましいアルカジエンモノマーは、１，３−ブタジエンである。脂肪族共役ジエンに含められるその他のモノマーは、ハロゲン化合物、例えば、例として２−クロロ−１，３−ブタジエンなどである。
【０１０６】
ビニル基のモノマー、例えば、例として「ハロゲン化ビニリデン」及び「ハロゲン化ビニル」などは、本発明の共重合体に含まれるのに適しており、それには、例えば、塩化ビニリデン及び塩化ビニルが挙げられ、それらは非常に好ましい。ビニリデンブロミド及びビニルブロミドも用いることができる。ビニル基の中のその他のビニルモノマーは、ビニルアセテートである。
【０１０７】
適したα，β−エチレン性不飽和脂肪族カルボン酸モノマーは、少なくとも１つのカルボキシル基に対してエチレン性不飽和α−βを有するモノエチレン性不飽和モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸、ならびにより多くの数のカルボキシル基を有する類似のモノマーである。カルボキシル基が酸又は塩形態（Ｍが陽イオン、例えば、アンモニウム、水素又は金属、例えば、ナトリウム又はカリウムを表す、−ＣＯＯＭ）で存在してもよく、周知の簡単な手順によって容易に相互変換可能であることは理解される。
【０１０８】
α，β−エチレン性不飽和脂肪族カルボン酸の具体例は、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、アコニット酸、様々なα−置換アクリル酸、例えば、α−エタクリン酸、α−プロピルアクリル酸及びα−ブチルアクリル酸などである。非常に好ましい酸モノマーは、アクリル酸及びメタクリル酸である。
【０１０９】
上述の共重合体において望ましいか又は好ましい酸モノマーの量に関して、水溶液中ｐＫａで示されるモノマーの酸強度と、共重合体に含まれることが望ましい酸モノマーの量に関して、トレードオフが存在すると思われる。相対的に弱い酸モノマーに関してはより多い酸含量ほど許容され、かつ望ましいが、相対的に強い酸モノマーに関しては、共重合体の酸含量は少ないほど望ましい。
【０１１０】
好ましい実施形態では、共重合体中のα，β−エチレン性不飽和脂肪族カルボン酸モノマーの含量は、望ましくは０〜４重量％、より好ましくは０．２〜３重量％、さらにより好ましくは０．３〜２重量％の範囲である。
【０１１１】
用いられる共重合体が（メタ）アクリレート共重合体として分類されないその他の実施形態も本発明の範囲内である。用いることのできるその他の共重合体の種類としては、例えば、ビニル芳香族モノマーと（メタ）アクリレートモノマー、例えばスチレンアクリレートなどの組合せ、及び、ビニル芳香族モノマーと共役ジエンモノマー、例えば、スチレンブタジエン共重合体などの組合せが挙げられる。これらの共重合体は、カルボキシル化されていなくてもカルボキシル化されてもよい。
【０１１２】
共重合体は、望ましくは、例えば、モノマー成分、水、及び界面活性剤（用いる場合）を反応容器に装入し、反応容器を不活性ガス、例えば窒素などでパージして本質的に全ての酸素を反応器容器から除去し、反応器を反応温度、通常８０℃〜１００℃、に加熱することにより、製造される。反応器容器が所望の反応温度に達すると、次に開始剤を反応容器に添加し、反応を２〜４時間継続する。反応が完了した後、反応器容器を冷却する。この合成により、共重合体を水中に含む水性共重合体組成物が得られる。場合によっては、組成物は乳液の外観を有し、一方その他の場合ではそれは透明な溶液のように見える。
【０１１３】
共重合体の製造プロセスには、シードの使用が含まれてもよく、シードは、製造する共重合体の最終的な粒度を制御するために有用な、またあるいはその製造に有用な、（メタ）アクリレート、ポリスチレン又は任意のその他のシードであってもよい。当分野で周知のように、初期シードの調節を、製造する共重合体の粒度の最終的な範囲を制御するために用いることができる。有用な共重合体の粒度は、７００〜１０，０００オングストロームの範囲内である。
【０１１４】
陰イオン性、非イオン性、及び両性の表面活性化合物、つまり界面活性剤を、共重合体合成プロセスに用いることができる。しかし、場合によっては、界面活性剤は必要とされない。例示的な陰イオン性、非イオン性、及び両性の界面活性剤は、それぞれ、Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃより入手可能なＳＩＰＯＮＡＴＥ Ａ２４６Ｌの商標の界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェノール界面活性剤、及びＮ，Ｎ−ビス−カルボキシエチルラウラミンである。その他の有用な界面活性剤は、ドデシル化スルホン化フェニルエーテルのナトリウム塩であるＤＯＷＦＡＸ ２ＥＰであり、これはＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈ．４８６４０，Ｕ．Ｓ．Ａ．より入手可能である。
【０１１５】
コーティング組成物のための充填剤
コーティング組成物は、１又はそれ以上の充填剤をさらに含んでもよい。このような充填剤としては、限定されるものではないが、色素が挙げられる。紙塗工に使用されるこのような色素は周知であり、広く市販されている。例示的な色素としては、限定されるものではないが、クレイ、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、カルシウムアルミニウム色素、サテンホワイト、合成ポリマー色素、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ギプス、シリカ、アルミナ三水和物、マイカ、及び珪藻土が挙げられる。さらなる例示的な色素としては、限定されるものではないが、その他のセメティッククレイ(semetic clays)及びその他の種類の無機ナノ充填剤、例えば、ナノ炭酸カルシウム、ナノマイカ、ナノ酸化亜鉛又はその他の金属酸化物などが挙げられる。例示的な好ましい色素としては、限定されるものではないが、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、サテンホワイト及び、中空のポリマー色素を含む合成ポリマー色素が挙げられる。コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、７５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい。７５重量％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例として；例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、６５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、５５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、４５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、３５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい；又は代替形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の総重量に基づいて、２５重量％未満の１又はそれ以上の充填剤を含んでもよい。
【０１１６】
基材
基材は、一般にセルロース系材料を含む。このようなセルロース系基材は、一般に、紙及び／又は板紙製品、例えば新聞印刷用紙、コーティングされていないグランドパルプ紙(groundwood)、コーティングされたグランドパルプ紙、コーティングされた上質紙(free sheet)、コーティングされていない上質紙、包装及び工業用紙、ライナ紙、波形中芯、再生板紙、漂白板紙、筆記用紙、タイプ用紙、写真等級紙、壁紙、ペーパータオル、トイレットペーパー、ワイプ、などと呼ばれる。このようなセルロース系基材は、一般に、少なくとも１又はそれ以上のペーパー・ウェブから形成することができる。例えば、一実施形態では、セルロース系基材は、繊維のブレンドから形成された単層ペーパー・ウェブを含んでもよい。もう一つの実施形態では、セルロース系基材は、多層ペーパー（すなわち層化）ウェブを含んでもよい。さらに、セルロース系基材はまた、単一もしくは複数のプライ製品（例えば、２以上のペーパー・ウェブ）であってもよく、この際、１又はそれ以上のプライは、本発明に従って形成されるペーパー・ウェブを含み得る。通常、本発明のセルロース系基材の秤量は、１０〜５２５グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の間である。通常、セルロース系基材の比体積は、本発明の実施形態に従って、０．３〜１５グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）の間である。
【０１１７】
多様な材料のいずれかを用いて本発明のセルロース系基材を形成することができる。例えば、セルロース系基材を製造するために用いる材料としては、多様なパルプ化処理により形成される繊維、例えばクラフトパルプ、亜硫酸パルプ、熱機械パルプなどを挙げることができる。
【０１１８】
本発明のプロセスにおいて有用な製紙繊維としては、限定されるものではないが、セルロース・ベース・シートを製造するために有用であることが公知である任意のセルロース系繊維が挙げられる。例示的な繊維としては、限定されるものではないが、非木材繊維とともにバージン軟材及び硬材繊維、ならびに二次（すなわち再生）製紙繊維及び任意の割合のそれらの混合物が挙げられる。非セルロース合成繊維も利用してもよい。製紙繊維は、任意の公知のパルプ化処理を用いて木材から導いてもよく、それには、限定されるものではないが、クラフト及び亜硫酸化学パルプが含まれる。
【０１１９】
ペーパー・ウェブを作製するための繊維の例としては、任意の天然もしくは合成セルロース系繊維が含まれ、それには、限定されるものではないが、非木材繊維、例えば、綿、アバカ、ケナフ、サバイグラス、亜麻、アフリカハネガヤ、わら、ジュート麻、バガス、ミルクウィードフロス(milkweed floss)繊維、及びパイナップル葉繊維など；ならびに、軟材繊維、例えば北方及び南方軟材クラフト繊維など；硬材繊維、例えばユーカリ、カエデ、カバノキ、及びアスペンなどを含む、木材繊維、例えば落葉樹及び針葉樹から得られる繊維が含まれる。木材繊維は、高収率又は低収率形態で調製することができ、任意の公知の方法でパルプ化することができ、それには、限定されるものではないが、クラフト、亜硫酸、高収率パルプ化法及びその他の公知のパルプ化法が含まれる。オルガノソルブパルプ化法から調製される繊維も使用してもよく、それには、限定されるものではないが、Ｌａａｍａｎｅｎらに対する１９８８年１２月２７日発行の米国特許第４，７９３，８９８号；Ｃｈａｎｇらに対する１９８６年６月１０日発行の米国特許第４，５９４，１３０号；及びＫｌｅｉｎｅｒｔに対する１９７１年６月１５日発行の米国特許第３，５８５，１０４号に開示される繊維及び方法が挙げられる。有用な繊維はまた、アントラキノンパルプ化により製造することもでき、Ｇｏｒｄｏｎらに対する１９９７年１月２１日発行の米国特許第５，５９５，６２８号に例証される。
【０１２０】
一実施形態では、繊維の一部分、例えば、乾燥重量の５０％以下、又は乾燥重量の５％〜３０％などは、合成繊維例えば、レーヨン、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、二成分シース−コア繊維、多成分バインダー繊維などであってもよい。例示的なポリエチレン繊維は、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）より入手可能なＰＵＬＰＥＸ（登録商標）である。任意の公知の漂白法を使用してもよい。合成セルロース繊維の種類には、レーヨンの任意の種類及びビスコース又は化学修飾セルロースから導かれるその他の繊維が含まれる。化学処理した天然セルロース系繊維、例えば、マーセル化パルプ、化学的硬化もしくは架橋繊維、又はスルホン化繊維などを使用することができる。製紙繊維を使用する際の良好な機械的特性のためには、繊維が比較的損傷を受けておらず、大部分が未精製である又は僅かしか精製されていないことが望ましいであろう。再生繊維を使用してもよいが、バージン繊維が一般にその機械的特性及び汚染物質がないことから有用である。マーセル化繊維、再生セルロース系繊維、微生物により製造されたセルロース、レーヨン、及びその他のセルロース系材料又はセルロース誘導体を使用することができる。また、適した製紙繊維には、再生繊維、バージン繊維、又はその混合も含めることができる。高いバルク特性及び良好な圧縮特性の可能なある種の実施形態では、繊維は、少なくとも２００、より具体的には少なくとも３００、より具体的にはさらに少なくとも４００、最も具体的には少なくとも５００のカナダ標準濾水度（Canadian Standard Freeness）を有し得る。一部のその他の実施形態では、乾燥重量の約９０％までの一部の繊維が合成繊維であってもよい。
【０１２１】
本開示において使用できるその他の製紙繊維としては、限定されるものではないが、ブローク(paper broke)もしくは再生繊維及び高収率繊維が挙げられる。高収率パルプ繊維は、約６５％又はそれ以上、より具体的には約７５％又はそれ以上、さらにより具体的には７５％〜９５％の収率をもたらすパルプ化処理により製造される製紙繊維である。収率は、初期木材質量に対する百分率として表される、結果として生じる加工繊維の量である。このようなパルプ化処理には、漂白ケミサーモメカニカルパルプ（ＢＣＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、圧力／圧力サーモメカニカルパルプ（ＰＴＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、サーモメカニカルケミカルパルプ（ＴＭＣＰ）、高収率亜硫酸パルプ、及び高収率クラフトパルプが含まれ、それらは全て、得られる繊維に高レベルのリグニンを残す。高収率繊維は、典型的な化学的パルプ化繊維に比べて、乾燥状態及び湿潤状態の両方において剛性であることが周知である。
【０１２２】
一部の実施形態では、パルプ繊維には、１ｍｍより長い平均繊維長；例えば、長さ加重平均に基づいて２〜５ｍｍの繊維長を有する軟材繊維が含まれてもよい。このような軟材繊維としては、限定されるものではないが、北方軟材、南方軟材、セコイア、ベイスギ、アメリカツガ、マツ（例えば、サザンパイン）、トウヒ（例えば、クロトウヒ）、それらの組合せなどが挙げられる。本発明に適した例示的な市販のパルプ繊維としては、限定されるものではないが、Ｎｅｅｎａｈ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｃ．よりＬＯＮＧＬＡＣ−１９の商標名で入手可能なパルプ繊維が挙げられる。
【０１２３】
一部の実施形態では、硬材繊維、例えばユーカリ、カエデ、カバノキ、アスペンなども、使用することができる。特定の例では、ウェブの軟度を増加するためにユーカリ繊維が特に望ましい可能性がある。ユーカリ繊維はまた、白色度を強め、不透明度を増加させ、紙の細孔構造を変化させてペーパー・ウェブの吸い上げ能を増加させることもできる。さらに、所望であれば、再生材料から得た二次繊維、例えば、供給源、例として、新聞印刷用紙、再生板紙、及びオフィス廃棄紙などからの繊維パルプなどを用いてもよい。さらに、その他の天然繊維、例えば、アバカ、サバイグラス、ミルクウィードフロス、パイナップル葉なども本発明で使用することができる。加えて、場合によっては、合成繊維も利用してもよい。一部の適した合成繊維としては、限定されるものではないが、レーヨン繊維、エチレンビニルアルコール共重合体繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステルなどを挙げることができる。
【０１２４】
セルロース系基材は、１又はそれ以上のペーパー・ウェブから形成することができる。ペーパー・ウェブは単層であっても多層であってもよい。例として、一実施形態では、セルロース系基材は、繊維のブレンドから形成される単層ペーパー・ウェブ層を含む。例えば、一部の例では、ユーカリ及び軟材繊維を均一にブレンドして単層ペーパー・ウェブを形成することができる。
【０１２５】
もう一つの実施形態では、セルロース系基材は、様々な基層を有する層化パルプ構成から形成される多層ペーパー・ウェブを含み得る。例えば、一実施形態では、セルロース系基材は、外層のうち１層がユーカリ繊維を含み、一方その他の２層が北方軟材クラフト繊維を含む３層を含む。もう一つの実施形態では、１枚の外層及び内層はユーカリ繊維を含み得、一方残りの外層は北方軟材クラフト繊維を含み得る。所望であれば、３枚の基層には様々な種類の繊維のブレンドが含まれてもよい。例えば、一実施形態では、外層のうちの１層はユーカリ繊維と北方軟材クラフト繊維のブレンドを含んでもよい。しかし、多層ペーパー・ウェブは任意の数の層を含んでもよく、様々な種類の繊維から製造されてもよいことは当然理解される。例として、一実施形態では、多層ペーパー・ウェブは、２枚しか基層を有さない層化パルプ構成から形成され得る。
【０１２６】
これに関して、本発明の一実施形態では、セルロース系基材の少なくとも一部の繊維を加水分解酵素で処理して、強度を増加し、糸くずを減らすことができる。特に、加水分解酵素は、製紙繊維の表面又は表面近くでセルロース鎖とランダムに反応して、繊維表面上に繊維の一部である単一のアルデヒド基を作り出すことができる。これらのアルデヒド基は、繊維を形成し、乾燥させてシートにする場合に、その他の繊維の露出したヒドロキシル基と架橋するための部位となる；このようにして、シート強度を増加させる。加えて、主に繊維の表面又は表面近くで繊維セルロースをランダムに切断又は加水分解することにより、繊維細胞壁の内部の崩壊は回避又は最小化される。結果的に、これらの繊維のみから製造された、又はこれらの繊維と未処理パルプ繊維のブレンドから製造された、セルロース系基材は、強度特性、例えば常態引張り強度、湿潤引張り強度、引裂強度などの増加を示す。
【０１２７】
セルロース系基材には、天然及び合成両方の多様な繊維種が含まれてもよい。一実施形態では、セルロース系基材は、硬材及び軟材繊維を含む。硬材パルプ繊維の軟材パルプ繊維に対する全体的な比は、製品を構成する個々のシートを含むセルロース系基材の中で広く変動し得る。硬材パルプ繊維の軟材パルプ繊維に対する比は、９：１〜１：９、より具体的には９：１〜１：４、最も具体的には９：１〜１：１の範囲であってもよい。本発明の一実施形態では、硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維は、セルロース系基材を形成するより前にブレンドし、それによりシートのｚ方向に硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維の均質な分布を作り出すことができる。本発明のもう一つの実施形態では、硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維は、シートのｚ方向に硬材パルプ繊維及び軟材パルプ繊維の均質な分布を生じるように層状にされてもよい。もう一つの実施形態では、硬材パルプ繊維は、内層の少なくとも１つが軟材パルプ繊維を含み得るセルロース系基材及び／又はシートの外層の少なくとも１つに位置してもよい。さらにその他の実施形態では、セルロース系基材は、所望によりバージンもしくは合成繊維を含む、二次繊維又は再生繊維を含む。
【０１２８】
その上、合成繊維も本発明で用いてもよい。本明細書において、パルプ繊維に関する考察は、合成繊維を含むと理解される。合成繊維を形成するために使用してもよい、例示的なポリマーとしては、限定されるものではないが：ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンなど；ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタラート、ポリ（グリコール酸）（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）、ポリ（β−リンゴ酸）（ＰＭＬＡ）、ポリ（ε−カプロラクトン）（ＰＣＬ）、ポリ（ρ−ジオキサノン）（ＰＤＳ）、ポリ（３−ヒドロキシブチラート）（ＰＨＢ）など；ならびに、ポリアミド、例えばナイロンなどが挙げられる。限定されるものではないが：セルロースエステル；セルロースエーテル；セルロースニトラート；セルロースアセテート；セルロースアセテートブチラート；エチルセルロース；再生セルロース、例えばビスコース、レーヨンなど；綿；亜麻；麻；ならびにそれらの混合物を含む、合成もしくは天然セルロース系ポリマーも使用してもよい。合成繊維は、セルロース系基材を含む層及びシートの１つ又は全部に位置してもよい。
【０１２９】
セルロース系基材は、当業者に公知の多様な工程により形成することができる。機械は、二次成形セクション、プレスセクション、乾燥セクション、及び形成される物品に応じて所望によりリールを有するよう構成されてもよい。プロセス段階の詳細及び概略図の例は、「Properties of Paper: An Introduction」,2nd edition, W. Scott and J. Abbott. TAPPIPress 1995に見出すことができる。この工程の簡略化された説明では、一般に、パルプ繊維の希釈懸濁液は、ヘッドボックスにより供給され、水門を経て均質な分散体中の従来の製紙機の成形布上に堆積される。パルプ繊維の懸濁液は、一般に従来の製紙工程で用いられるどの稠度に希釈されてもよい。例として、懸濁液は、水中に懸濁された０．０１〜１．５重量％のパルプ繊維を含んでもよい。水はパルプ繊維の懸濁液から除去されてパルプ繊維の均一層を形成する。その他の製紙工程、板紙製造工程などを、本発明と共に使用してもよい。例えば、米国特許第６，４２３，１８３号に開示される工程を用いてもよい。
【０１３０】
パルプ繊維は、いずれの高平均繊維長パルプ、低平均繊維長パルプ、又はその混合物であってもよい。高平均繊維長パルプは、一般に１．５ｍｍ〜６ｍｍの平均繊維長を有する。例示的な高平均繊維長木材パルプとしては、Ｎｅｅｎａｈ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｃ．よりＬＯＮＧＬＡＣ１９の商標名で入手可能なパルプが挙げられる。
【０１３１】
低平均繊維長パルプは、例えば、ある種のバージン硬材パルプ、及び、例えば、新聞印刷用紙、再生板紙、及びオフィス廃棄物などの供給源からの二次（すなわち再生）繊維パルプであってもよい。低平均繊維長パルプは、一般に約１．２ｍｍ未満、例えば０．７ｍｍ〜１．２ｍｍの平均繊維長を有する。
【０１３２】
高平均繊維長パルプと低平均繊維長パルプの混合物は、かなりの割合の低平均繊維長パルプを含むことができる。例えば、混合物は、約５０重量％より多くの低平均繊維長パルプと、約５０重量％未満の高平均繊維長パルプを含んでもよい。一つの例示的な混合物は、７５重量％の低平均繊維長パルプと約２５重量％の高平均繊維長パルプを含む。
【０１３３】
本発明で使用されるパルプ繊維は、未精製であってもよく、又は、叩解されて様々な程度に精製されてもよい。少量の湿潤強度樹脂及び／又は樹脂結合剤を添加して、強度及び耐摩耗性を改良することができる。有用な結合剤及び湿潤強度樹脂としては、例えば、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＫＹＭＥＮＥ ５５７ Ｈ及びＡｍｅｒｉｃａｎ Ｃｙａｎａｍｉｄ，Ｉｎｃ．より入手可能なＰＡＲＥＺ ６３１が挙げられる。架橋剤及び／又は水和剤もパルプ混合物に加えてもよい。もし非常に目の粗いか又は緩い不織パルプ繊維ウェブを望むならば、脱結合剤(debonding agents)をパルプ混合物に添加して、水素結合の程度を低下させてもよい。一つの例示的な脱結合剤は、Ｑｕａｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，Ｐａ．よりＱＵＡＫＥＲ２００８の商標名で入手可能である。ある種の脱結合剤の添加もまた、測定された静的及び動的摩擦係数を減少させ、耐磨耗性を改良するように思われる。脱結合剤は、潤滑剤又は摩擦減少剤として作用すると考えられる。
【０１３４】
コーティング適用
コーティング組成物は、本明細書上文に記載されるように、セルロース系材料を含む基材の上又は中に適用することができる。本発明に従うコーティング組成物は、様々な技法、例えば、スプレーコーティング、カーテンコーティング、ブレードコーティング、ロールコーター又はグラビアコーターによるコーティング、刷毛塗り、浸漬、押出コーティング、フレキソコーティング、及びフィルムコーティングにより、セルロース系材料を含む基材上又は中にコーティングされてもよい。コーティングは、本明細書下文にさらに詳細に記載されるように、コーティングされた基材を加熱することにより乾燥させることが好ましい。
【０１３５】
本開示に従ってペーパー・ウェブを処理する場合、コーティング組成物は、ウェブ、例えばセルロース基材に局所的に適用してもよく、又はウェブを形成するために用いられる繊維と事前に混合することによりウェブの中に添合してもよい。局所的に適用する場合、コーティング組成物は、ウェブが湿潤又は乾燥している場合にウェブに適用することができる。一実施形態では、コーティング組成物は、クレープ加工の間にウェブに局所的に適用されてもよい。例として、一実施形態では、コーティング組成物を、ウェブ上又は加熱した乾燥機ドラムの上に噴霧して、ウェブを乾燥機ドラムに付着させることができる。次に、ウェブを乾燥機ドラムからクレープ加工することができる。コーティング組成物がウェブに適用された後に乾燥機ドラムに付着する場合、コーティング組成物は、ウェブの表面積の上に均一に適用されてもよいし、特定のパターンに従って適用されてもよい。
【０１３６】
ペーパー・ウェブに局所的に適用される場合、コーティング組成物は、ウェブ上に噴霧されるか、ウェブ上に押出されるか、又はウェブ上に印刷されてもよい。ウェブ上に押出される場合には、任意の適した押出装置、例えばスロット−コート押出機又はメルトブローン染料押出機などを用いてもよい。ウェブ上に印刷される場合には、任意の適した印刷装置を用いてもよい。例えば、フレキソ印刷機、インクジェット印刷機、又はグラビア印刷装置が使用されてもよい。
【０１３７】
コーティング組成物は、製紙工程のどのポイントで適用又は添合されてもよい。コーティング組成物がセルロース系基材に添合される工程中のポイントは、セルロース系製品の所望の最終特性によって決まる。添合のポイントとしては、パルプの前処理、工程のウェットエンドでの同時適用、乾燥後であるが製紙機での後処理及び局所的後処理を挙げることができる。本発明のコーティング組成物のセルロース系構造上又は構造内への添合は、以下の限定されない記述により説明されるように、いくつかある方法のいずれかで達成することができる。
【０１３８】
例えば、一部の実施形態では、ドラム乾燥添加剤の形態のコーティング組成物のペーパー・ウェブへの付着はペーパー・ウェブと乾燥機ドラム表面の間に存在する。この際、ペーパー・ウェブが、剥離、引張、エアナイフの作用、又は当分野で公知の任意のその他の手段により乾燥機ドラムから分離された場合には、化合物の一部はそのペーパー・ウェブとともに残る。
【０１３９】
その他の実施形態では、コーティング組成物の繊維スラリーへの直接添加、例えば、ヘッドボックスに入る前にスラリーへの化合物の注射によるなど。スラリー稠度は、０．２％〜５０％、具体的には０．２％〜１０％、より具体的には０．３％〜５％、最も具体的には１％〜４％であってもよい。ウェットエンドで繊維の水性懸濁液と合する場合、歩留り向上剤がコーティング組成物の中に存在してもよい。例として、特定の一実施形態では、歩留り向上剤は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドを含んでもよい。コーティング組成物は、ペーパー・ウェブに０．０１％〜３０重量％、例えば０．５％〜２０重量％などの量で添合されてもよい。例として、一実施形態では、コーティング組成物は、約１０重量％までの量で存在し得る。上記の百分率は、ペーパー・ウェブに添加される固体に基づく。
【０１４０】
その他の実施形態では、コーティング組成物スプレーをペーパー・ウェブに適用することができる。例えば、スプレー・ノズルを移動するウェブの上方に備え付けて、所望の用量の溶液を、湿っても実質的に乾燥してもよいウェブに噴霧することができる。ネブライザーを用いてウェブの表面に軽い霧を適用してもよい。
【０１４１】
その他の実施形態では、コーティング組成物を、例えば、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、任意の種類のデジタル印刷などによりペーパー・ウェブ上に印刷することができる。
【０１４２】
その他の実施形態では、コーティング組成物は、例えば、ブレードコーティング、エアナイフコーティング、ショートドウェルコーティング、キャストコーティングなどにより、ペーパー・ウェブの片面又は両面にコーティングすることができる。
【０１４３】
その他の実施形態では、コーティング組成物をペーパー・ウェブの表面に押出することができる。例えば、押出工程は、２００１年２月２２日公開のＰＣＴ公報、ＷＯ２００１／１２４１４号に開示されており、それは本明細書に矛盾しない程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１４４】
その他の実施形態では、コーティング組成物を個別化された繊維に適用することができる。例えば、粉砕したか又はフラッシュ乾燥させた繊維を、化合物のエアゾール又はスプレーと混合した気流に同伴させて、ペーパー・ウェブ又はその他の繊維製品に添合する前に、個々の繊維を処理することができる。
【０１４５】
その他の実施形態では、分散体は、ペーパー・ウェブへの適用の前又は間に加熱されてもよい。組成物を加熱することにより、適用を容易にするために粘度を低下させることができる。例として、添加剤組成物は、５０℃〜１５０℃の温度に加熱してもよい。
【０１４６】
その他の実施形態では、湿った又は乾燥したペーパー・ウェブに溶液又はスラリーとしてのコーティング組成物を含浸させることができ、この際、コーティング組成物は、ウェブの厚みに有意な距離、例えば、ウェブの厚みの少なくとも約２０％、より具体的には少なくとも約３０％、最も具体的にはウェブの厚みの少なくとも約７０％浸透し、それにはウェブの厚みの全範囲を通して完全に浸透することが含まれる。湿ったペーパー・ウェブを含浸させるために有用な一方法は、「New Technology to Apply Starch and Other Additives」，Pulp and Paper Canada, 100(2): T42-T44（１９９９年２月）に記載される、Ｂｌａｃｋ Ｃｌａｗｓｏｎ Ｃｏｒｐ．，Ｗａｔｅｒｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．製造のＨＹＤＲＡ−ＳＩＺＥＲ（登録商標）システムである。このシステムは、ダイ、調節可能な支持構造、受皿、及び添加剤供給システムからなる。下降する液体もしくはスラリーの薄いカーテンが作られ、それはその真下にある移動するウェブに接触する。コーティング材の適用用量が広い範囲であると、十分な走行性で達成することができるとされている。このシステムは相対的に乾燥したウェブのカーテン塗工にも適用することができる。
【０１４７】
その他の実施形態では、コーティング組成物は、局所適用のために、又は圧力差の影響下でコーティング組成物をウェブに含浸させるために（例えば、フォームの真空アシスト含浸）、フォーム適用（例えば、フォーム仕上げ）を用いて繊維ウェブに適用することができる。添加剤、例えば結合剤などのフォーム適用の原理は、１９８１年１１月３日発行の、Ｐａｃｉｆｉｃｉらに対する米国特許第４，２９７，８６０号、「Device for Applying Foam to Textiles」；及び、１９８８年９月２７日発行の、Ｇ．Ｊ．Ｈｏｐｋｉｎｓに対する米国特許第４，７７３，１１０号、「Foam Finishing Apparatus and Method」に記載されており、その両方は本明細書に矛盾しない程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１４８】
さらなるその他の実施形態では、既存の繊維ウェブにコーティング組成物の溶液をパディングすることによりコーティング組成物を適用することができる。ペーパー・ウェブへの適用のためにコーティング組成物のローラー流体供給を用いてもよい。
【０１４９】
その他の実施形態では、コーティング組成物を、スプレー又はその他の手段により、移動ベルト又は織物へ適用し、そしてそれを順にペーパー・ウェブに接触させてその化学薬品をウェブに適用することは、例えば、２００１年６月１２日公開のＳ．ＥｉｃｈｈｏｒｎによるＰＣＴ公報、ＷＯ０１／４９９３７号、「A Method of Applying Treatment Chemicals to a Fiber-Based Planar Product Via a Revolving Belt and Planar Products Made Using Said Method」などに開示されている。
【０１５０】
コーティング組成物のペーパー・ウェブへの局所適用は、前述の工程のドラム乾燥よりも前に行ってもよい。ペーパー・ウェブの形成の間にコーティング組成物を適用することに加えて、コーティング組成物を二次成形後工程に用いてもよい。例えば、一実施形態では、コーティング組成物は、印刷工程の間に使用することができる。具体的には、ペーパー・ウェブのいずれかの面に局所適用されるとすぐに、コーティング組成物はペーパー・ウェブに付着させることができる。例えば、ペーパー・ウェブが形成され、乾燥されるとすぐに、一実施形態では、コーティング組成物をウェブの少なくとも１つの面に適用すればよい。一般に、コーティング組成物は、ウェブの片面のみに適用されてもよいし、あるいはコーティング組成物はウェブの両面に適用されてもよい。
【０１５１】
コーティング組成物が既存のペーパー・ウェブに適用される前、そのウェブの固体レベルは、約１０％又はそれ以上であってもよい（すなわち、ウェブは約１０グラムの乾燥固体及び９０グラムの水を含む、例えば、大体次の固体レベルのいずれか又はそれ以上：１２％、１５％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、７５％、８０％、９０％、９５％、９８％、及び９９％であり、例示的な範囲は、３０％〜１００％、より具体的には６５％〜９０％である）。コーティング組成物の適用直後のウェブの固体レベルは、既述の固体レベルのいずれかであってもよい。
【０１５２】
ポリオレフィンの好ましい塗布重量は、セルロース物品１メートルトンあたり２．５〜３００ｋｇのポリオレフィン（５〜６００ポンドのポリマー／トン）の範囲である。より好ましいポリオレフィンの塗布重量は、セルロース物品１メートルトンあたり５〜１５０ｋｇ（１０〜３００ポンドのポリマー／トン）の範囲である。乾燥した塗膜の最も好ましい厚さは、１メートルトンあたり１０〜１００ｋｇポリオレフィン（２０〜２００ポンド／トン）の範囲である。
【０１５３】
ある種の実施形態では、コーティングされた物品は、５０ｇ／ｍ２ｇ未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、４０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、３０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、４０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、２０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、１０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、１０ｇ／ｍ２未満の塗工重量を有してもよい。代替実施形態では、コーティングされた物品は、１〜１０ｇ／ｍ２の範囲の塗工重量を有してもよい。；又はもう一つの実施形態では、コーティングされた物品は、１．０及び５．０ｇ／ｍ２の範囲の塗工重量を有してもよい。
【０１５４】
ある種の実施形態では、コーティングされた物品は、０．１〜１００μｍの範囲の塗り厚を有してもよい。０．１〜１００μｍの全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、コーティングされた物品は、下限の１、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０μｍから上限の５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５μｍまでの塗り厚を有してもよい。例えば、コーティングされた物品は、０．１〜１５、０．１〜１０μｍ、又は０．１〜５μｍの範囲の塗り厚を有してもよい。
【０１５５】
本開示に従って、コーティング組成物を添合する上記工程の一つによってペーパー・ウェブが製造されると、コーティング組成物を含有するウェブに圧力及び／又は熱を加えることにより、ウェブをエンボス加工、クリンプ加工、及び／又はその他のウェブで積層することができる。この工程の間、コーティング組成物は、製品にエンボスを形成することができ、かつ／あるいはペーパー・ウェブを他の隣接するウェブに接着するための接着部分を形成することができる。コーティング組成物を使用することにより、エンボス加工、クリンプ加工、又は積層工程がいくつかの点で強化される。例として、コーティング組成物が存在することによって型押模様はさらに一層明確となり得る。さらに、エンボス加工は耐水性であるだけでなく、意外にも、コーティング組成物を含有するペーパー・ウェブは、ウェブを実質的に弱くすることなくエンボス加工され得ることが見出された。特に、コーティング組成物を含有するペーパー・ウェブが、ウェブの引張強さを縦方向か又は横方向に約５％より大きく低下させることなくエンボス加工され得ることが見出された。実際に、一部の実施形態では、ウェブの引張強度は、エンボス加工工程の後に実際に増加され得る。
【０１５６】
複数層製品を二次成形する場合、結果として生じる紙製品は、２層、３層、又はそれ以上を含み得る。各々の隣接する層がコーティング組成物を含むか、又は、相互に隣接する層のうちの少なくとも１層がコーティング組成物を含んでもよい。個々の層は、一般に同じ又は異なる繊維構成から製造することができ、かつ、同じ又は異なる工程から製造することができる。
【０１５７】
その他の実施形態では、コーティング組成物は、紙製品が製造された後に適用されてもよい。つまり、本発明の実施形態に従って形成されるコーティング組成物は、例えば紙加工機によるなど、製品により事前に形成されたものに添加することができる。本発明の実施形態は、「インライン工程」で、つまり紙の製造中に、又はオフライン適用で使用してもよい。一例は、既に機械で紙がクレイコートされている場合である。その結果、その製品は押出被覆された構造の代わりとして適用されたコーティング組成物を有することができる。
【０１５８】
添合したコーティング組成物の乾燥
例えば、本明細書上文に記載されるセルロース系材料を含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、任意の従来の乾燥法によって乾燥させることができる。このような従来の乾燥法としては、限定されるものではないが、空気乾燥、対流式オーブン乾燥、熱風乾燥、電子レンジ乾燥、及び／又は赤外線オーブン乾燥が挙げられる。セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、任意の温度で乾燥されてもよい；例えば、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度で乾燥されてもよい；又は、ベースポリマーの融点未満の範囲の温度で乾燥されてもよい。セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、６０°Ｆ（１５．５℃）〜７００°Ｆ（３７１℃）の範囲の温度で乾燥されてもよい。６０°Ｆ（１５．５℃）〜７００°Ｆ（３７１℃）の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、６０°Ｆ（１５．５℃）〜５００°Ｆ（２６０℃）の範囲の温度で乾燥されてもよい、又は代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物は、６０°Ｆ（１５．５℃）〜４５０°Ｆ（２３２．２℃）の範囲の温度で乾燥されてもよい。セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで約４０分未満の期間、上昇させてもよい。約４０分未満の期間の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで約２０分未満の期間、上昇させてもよく、又は代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで約５分未満の期間、上昇させてもよく、又は別の代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度まで０．５〜３００秒の範囲の期間、上昇させてもよい。別の代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで４０分未満の期間、上昇させてもよい。約４０分未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで約２０分未満の期間、上昇させてもよく、又は代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで約５分未満の期間、上昇させてもよく、又は別の代替形態では、セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物の温度は、ベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度まで０．５〜３００秒の範囲の期間、上昇させてもよい。
【０１５９】
セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物をベースポリマーの融点温度より低い範囲の温度で乾燥することは、連続安定化剤相とその連続安定化剤相の中に分散した不連続ベースポリマー相を有するフィルムの形成を促進し、それによりコーティング組成物を添合するセルロース系組成物の再ブローク性(rebrokeability)が改善されるので重要である。
【０１６０】
セルロース系材料を例として含む基材の上又は中に添合されるコーティング組成物をベースポリマーの融点温度に等しいか又はそれ以上の範囲の温度で乾燥することは、連続ベースポリマー相とその連続ベースポリマー相の中に分散した不連続安定化剤相を有するフィルムの形成を促進し、それにより耐油脂性が改善され、さらに湿気及び水蒸気透過に対する遮断層がもたらされるので重要である。
【０１６１】
コーティング組成物への任意選択の化学添加剤
本発明の意図する利益に対立しない、任意選択の化学添加剤をコーティング組成物か又は紙に添加して、製品及び／又は工程にさらなる利益を付与してもよい。本発明のコーティング組成物とともに、又は本発明のコーティング組成物に加えて紙シートに適用することのできる追加の化学物質の例として、以下の材料が含まれる。このような添加剤は、製紙工程の任意のポイントで、例えばコーティング組成物の添加の前又は後に添加してもよい。それらはまた、コーティング組成物と同時に添加してもよい。それらはコーティング組成物とブレンドされてもよい。
【０１６２】
本発明で使用することのできる任意選択の化学添加剤としては、米国特許第６，９４９，１６７号及び同第６，８９７，１６８号に開示されるものが挙げられ、その各々は参照により本明細書に組み込まれる。例えば、任意選択の化学添加剤としては、数ある中でも、疎水性添加剤；湿潤剤；結合剤；電荷促進剤又は電荷制御剤；湿潤紙力増強剤、一時的湿潤紙力増強剤、及び乾燥紙力増強剤を含む紙力増強剤；脱結合剤；柔軟剤；合成繊維；臭気制御剤；香料；吸収助剤、例えば超吸収性粒子など；染料；増白剤；ローション又はその他のスキンケア用添加剤；粘着防止剤；微粒子；マイクロカプセル及びその他の送達媒体；防腐剤及び抗菌剤；清浄剤；シリコーン；軟化剤；表面感触改良剤；乳白剤；ｐＨ調整剤；ならびに乾燥助剤を挙げることができる。
【０１６３】
このような材料及び化学物質の適用ポイントは本発明には特に関係がなく、このような材料及び化学物質は、製紙プロセスのどのポイントで適用してもよい。これには、パルプの前処理、プロセスのウェットエンドでの同時適用、乾燥後であるが製紙機での後処理及び局所的後処理が含まれる。化学添加剤は、前述のコーティング組成物とともにペーパー・ウェブに混合及び添合されてもよい。
【０１６４】
最終用途適用：
本発明に従って調製されるコーティングされた製品は、幅広い種類の用途、例えば、紙及び板紙製品、新聞印刷用紙、コーティングされていないグランドパルプ紙、コーティングされたグランドパルプ紙、コーティングされた上質紙、コーティングされていない上質紙、包装及び工業用紙、ラベル紙、特殊紙、例えば、など安全保護用紙、印画紙、インクジェット紙など、ライナ紙、波形中芯、再生板紙、ペーパータオル、ティッシュ、及び漂白板紙などに使用することができる。本発明に従って製造されるウェブは、おむつ、サニタリーナプキン、複合材料、成形紙製品、紙コップ、紙皿などに使用することができる。
【０１６５】
本発明の利点には、改良されたブロッキングが含まれる。ブロッキングとは、本明細書において、１種又はそれ以上の紙シートの２又はそれ以上の隣接する層が互いにくっつく傾向を指す。ブロッキング、すなわち互いにくっつく傾向は、例えば、紙ロールにおいて観察される場合があり、この際ロールは単一のシートを含む；又は代替形態では、ブロッキングは、ロールにおいて観察される場合があり、この際ロールは複数、すなわち２又はそれ以上の紙シートを含んでもよい。さらに、ブロッキングは積み重ねにおいて観察される場合があり、この際、積み重ねは１回又はそれ以上折り畳まれた単一のシートを含む；又は代替形態では、ブロッキングは積み重ねにおいて観察される場合があり、この際積み重ねは複数、すなわち２又はそれ以上の紙シートを含む。
【０１６６】
本発明に従うコーティングされた製品は、何らかのブロッキング性を有する可能性がある；例えば、本発明に従うコーティングされた製品は、本明細書下文に記載される一定温度ブロッキング試験(Constant Temperature Blocking Test)に従う、４未満の範囲のブロッキング値を有してもよい。４未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、ブロッキング値は、下限の１、２、又は３から上限の２、３、又は４までであり得る。例えば、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、３未満の範囲のブロッキング値を有してもよい；又は代替形態では、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、２未満の範囲のブロッキング値を有してもよい；又は代替形態では、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、２〜４の範囲のブロッキング値を有してもよい；又は代替形態では、本発明に従うコーティングされた製品は、一定温度ブロッキング試験に従う、２〜３の範囲のブロッキング値を有してもよい。本発明のコーティングされた物品は、一定温度ブロッキング試験に従う、１５％未満の繊維引裂けを有してもよい。１５％未満の全ての個々の値及び下位範囲は、本明細書中に含まれ、かつ、本明細書において開示される；例えば、繊維引裂けは、下限の０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、又は１４％から上限の１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５％までであってもよい。例えば、繊維引裂けは、０〜１５％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、０〜１０％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、０〜５％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、１〜１５％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、１〜１０％の範囲であってもよい；又は代替形態では、繊維引裂けは、１〜５％の範囲であってもよい。
【０１６７】
本発明に従うコーティングされた製品は、下に記載される可変温度ブロッキング試験（Variable Temperature Blocking Test）に従う、６０〜１０５℃の間のブロッキング温度を有してもよく、又は代替形態では、少なくとも７５℃のブロッキング温度を有してもよく、又は代替形態では７０〜１０５℃の範囲のブロッキング温度を有してもよい。
【実施例】
【０１６８】
以下の実施例は本発明を例証するものであって、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。本発明の次の例は、本発明に従う塗装紙製品の改良されたブロッキング性を実証する。
【０１６９】
本発明の実施例１〜５、ならびに比較例１及び２を以下の手順に従って調製した。表Ｉ及びＩＩに示される、本発明の実施例１〜５ならびに比較例１及び２の配合成分を、エアミキサーによって中程度に低剪断で混合し、それにより本発明のコーティング組成物１〜５ならびに比較例コーティング組成物１及び２を製造した。本発明のコーティング組成物１ならびに比較例コーティング組成物１を、その後制御圧力下で電線被覆装置によって紙状基材に適用し、それにより制御された塗工重量（紙状基材１平方メートルあたり８ｇのコーティング組成物）を有する本発明の複合材料１ならびに比較例複合材料１を製造した。次に、本発明の複合材料１ならびに比較例複合材料１を３５０°Ｆでおよそ３分間乾燥させ、それにより、本発明の塗装紙物品１ならびに比較例紙物品１を製造した。その後、これらのコーティングされた紙製物品を、本明細書下文に記載される一定温度ブロッキング試験に従って、そのブロッキング性について試験した。結果を表ＩＩＩに示す。
【０１７０】
比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５を、最低造膜温度（ＭＦＦＴ）測定装置の金属プレートの上にバーを下げて、３００μｍの湿潤厚さでコーティングした。塗膜を２０分間乾燥させた。この装置は、冷却及び加熱要素をプレートの下に有し、それにより温度勾配をプレート全体にわたって設定することができる。温度勾配の下限及び上限をプレートの左側の端に対して４０℃、右側に対して１０５℃に設定した。プレート表面温度はどのポイントでもプレートの端からのそのポイント、例えば８０℃であるプレートの中心、の距離に比例する。これらのサンプルを、下に記載される可変温度ブロッキング試験に従って、そのブロッキング性について試験した。結果を表ＩＶに示す。その上、比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５を、ロッド番号４を用いるＲＫ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓラボコーターを用いて板紙状基材（Ｓｔｏｒａ Ｅｎｓｏ厚紙２４０ｇ／ｍ２）にコーティングし、４０μｍの湿潤膜堆積物を得た。このコーティングされた板紙を、１００℃のエアオーブンで２分間乾燥させた。これらの結果も、表ＩＶに示す。
【０１７１】
配合物成分：
ＤＰＯＤ８５０１は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従うメルトインデックスがおよそ５ｇ／１０分、ＡＳＴＭ ７９２に従う密度が０．８７０ｇ／ｃｃの範囲であるエチレン／１−オクテン共重合体である、Ａｆｆｉｎｉｔｙ（商標）ＥＧ８２００をベースポリマーとして、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、メルトフローレートがおよそ１３．８ｇ／１０分（製造時に測定）、密度がおよそ０．９５８ｇ／ｃｃであるエチレンアクリル酸共重合体である、Ｐｒｉｍａｃｏｒ（商標）５９８０ｉを安定化剤として、かつ、水を媒体として含む、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより提供される水性分散液である。分散体を調製するために、ベースポリマー及び安定化剤を二軸スクリュー押出機で溶融混練し、その間、十分な量の水酸化カリウムを下流の注入ポートに連続的に供給してエチレンアクリル共重合体を中和する。この水性分散液を次にさらなる水で希釈する。
【０１７２】
Ｍｏｃｒｙｌ（商標）１３２は、溶液中の樹脂であり、ｐＨは７．９〜９．０の範囲であり、粘度２５℃で４５０〜１５００ＣＰＳであり、及び比重がおよそ１．０６（水の比重は１）であって、アクリルポリマー（およそ３１〜３３重量％）；水（およそ６５〜６７重量％）；アンモニア水（０．２重量％以下）；ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（およそ１〜２重量％）；個々の残留モノマー（任意、０．１重量％未満）を含み、Ｒｏｈｎ＆Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙより市販されている。
【０１７３】
ＣＰ６１５ＮＡは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙにより提供される変性スチレン−ブタジエンラテックスであり、およそ５０重量％の固体；およそ６．５のｐＨ、およそ１２００オングストロームの粒度；高レベルのカルボキシル化を有する。
【０１７４】
Ｂａｃｏｔｅ ２０は、炭酸ジルコニウムアンモニウムである。
【０１７５】
酸化亜鉛は、Ｓｏｂｅｌｔｅｃ Ｆｉｎｅ ＣｈｅｍｉｃａｌｓよりＣＡＳ番号１３１４−１３−２で入手可能である。
【０１７６】
試験法
試験法には、次のものが含まれる。
【０１７７】
本発明のサンプル１及び比較例サンプル１でのブロッキングを、以下の一定温度ブロッキング試験法に従って測定した。２つの定盤を１４０°Ｆに予熱した。試験サンプル（６”×６”）を、２切れの吸取紙（６”×６”）の間に位置付けて複合材料を形成した。この複合材料を予熱した定盤の間に挟み、１５００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）の圧力に１４０°Ｆでおよそ３分間供した。３分経過後、プレス機からサンプルを取り出し、それをおよそ１５秒間放冷した。その後、吸取紙を均一かつ迅速な力のもとで引き離した。サンプルをそのブロッキング性について観察し、次の尺度に従って順位付けした。繊維引裂け％も測定し、記録した。
【表１】
【０１７８】
膜にコーティングされた比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５についてのブロッキングを、本明細書下文に記載される可変温度ブロッキング試験に従って測定した。一片の市販のＬＷＣ（軽量コート）紙を、ＭＦＦＴ（最低造膜温度）測定装置の金属プレート上の、コーティング組成物の乾燥した膜の上に置いた。２ｋｇの金属ローラーを、試験片の長さに２回転がしてＬＷＣ紙片と乾燥した塗膜の間の良好な接着に影響を及ぼす。低い方の温度限界から始めて、紙片を静かに乾燥塗膜から剥離する。プレート温度がブロッキング温度に等しい端からの距離で、紙は膜に粘着したままである。（プレート全体にわたる温度勾配が分かっているので、距離は温度を示す。）
【０１７９】
板紙にコーティングされた比較例サンプル２ならびに本発明のサンプル２、３、４及び５についてのＣｏｂｂ耐水性を、Ｔａｐｐｉ試験法Ｔ４４１ｏｍ−９０を用いて次の条件で試験した：（ａ）試験期間：２分；（ｂ）サンプルサイズ：１３ｃｍ２；及び（ｃ）脱イオン水の量：１００ｍｌ。
【０１８０】
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９２−０３、方法Ｂに従って、イソプロパノール中で測定した。
【０１８１】
メルトインデックス（Ｉ２）は１９０℃にて２．１６ｋｇ負荷下、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８−０３に従って測定した。
【０１８２】
標準ＣＲＹＳＴＡＦ法
分枝分布は、ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ，Ｖａｌｅｎｃｉａ，Ｓｐａｉｎから市販されているＣＲＹＳＴＡＦ２００ユニットを用いて結晶分析分別（ＣＲＹＳＴＡＦ）により決定する。サンプルを１６０℃の１，２，４トリクロロベンゼンに（０．６６ｍｇ／ｍＬ）１時間溶解させ、９５℃にて４５分間安定化させた。試料採取温度は、０．２℃／分の冷却速度で９５〜３０℃の範囲である。赤外線検出器を用いてポリマー溶液濃度を測定する。累積可溶濃度を、温度が低下する間ポリマーが結晶化する時に測定する。累積プロフィールの分析的導関数は、ポリマーの短鎖分枝分布を反映する。
【０１８３】
ＣＲＹＳＴＡＦピーク温度及び面積は、ＣＲＹＳＴＡＦソフトウェア（バージョン２００１．ｂ，ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ，Ｖａｌｅｎｃｉａ，Ｓｐａｉｎ）に含められているピーク分析モジュールにより特定される。ＣＲＹＳＴＡＦピーク検出ルーチンにより、ｄＷ／ｄＴ曲線の最大値としてピーク温度、及び微分曲線中の特定されたピークの両側の正の最大変曲間の面積が特定される。ＣＲＹＳＴＡＦ曲線を算出するために、好ましい処理パラメータは、７０℃の温度限界及び、その温度限界よりも上では０．１で、その温度限界より下では０．３の平滑化パラメータを含むものである。
【０１８４】
曲げ弾性率／割線係数／貯蔵弾性率
サンプルは、ＡＳＴＭ Ｄ １９２８を用いて圧縮成形する。曲げ弾性率及び２％割線係数をＡＳＴＭ Ｄ−７９０に従って測定する。貯蔵弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ ５０２６−０１又は同等技法により測定する。
【０１８５】
ＤＳＣ標準法
示差走査熱量測定結果は、ＲＣＳ冷却アクセサリ及びオートサンプラーを装備したＴＡＩモデルＱ１０００ＤＳＣを用いて決定される。５０ｍｌ／分の窒素パージ気流を使用する。サンプルをプレス成形して薄膜とし、プレス機内で約１７５℃にて融解させ、その後室温（２５℃）まで空冷する。次に、３〜１０ｍｇの物質を切断して直径６ｍｍのディスクとし、正確に秤量して、軽量アルミニウムパン（約５０ｍｇ）に入れ、次にそれを圧着して閉める。サンプルの熱挙動を以下の温度プロフィールで調査する。あらゆる以前の熱履歴を除去するために、サンプルを１８０℃に急速加熱し、等温で３分間保持する。次に、サンプルを１０℃／分の冷却速度で−４０℃に冷却し、−４０℃で３分間保持する。その後、サンプルを１０℃／分の加熱速度で１５０℃に加熱する。冷却曲線及び第２加熱曲線を記録する。
【０１８６】
ＤＳＣ融解ピークは、−３０℃と融解の終わりとの間に引かれた直線のベースラインに関して、熱流速（Ｗ／ｇ）の最大値として測定される。融解熱は、直線のベースラインを用いて、−３０℃と融解の終わりとの間の融解曲線下面積として測定される。
【０１８７】
ＤＳＣの較正は、以下のように行う。第一に、アルミニウムＤＳＣパン中にサンプルを入れずにＤＳＣを−９０℃から実行することにより、ベースラインを得る。次に、７ｍｇの新しいインジウムサンプルを、そのサンプルを１８０℃に加熱し、１０℃／分の冷却速度でそのサンプルを１４０℃まで冷却し、続いてそのサンプルを等温的に１分間１４０℃に保ち、その後１０℃／分の加温速度で１４０℃から１８０℃にそのサンプルを加熱することにより分析する。融解熱及びインジウムサンプルの融解の開始を測定し、融解の開始に関しては１５６．６℃から０．５℃以内、融解熱に関しては２８．７１Ｊ／ｇから０．５Ｊ／ｇ以内であることを確認する。次いで、ＤＳＣパン中の新しいサンプルの小滴を１０℃／分の冷却速度で２５℃から−３０℃まで冷却することにより、脱イオン水を分析する。サンプルを等温的に−３０℃にて２分間保持し、１０℃／分の加熱速度で３０℃まで加熱する。融解の開始を測定し、０℃から０．５℃以内であることを確認する。
【０１８８】
ＧＰＣ法
ゲル浸透クロマトグラフィー系は、ポリマー・ラボラトリーズ・モデルＰＬ−２１０又はポリマー・ラボラトリーズ・モデルＰＬ−２２０機器のいずれかからなる。カラム及びカルーセル区画は、１４０℃で動作する。３つのポリマー・ラボラトリーズ１０ミクロン混合−Ｂカラムを使用する。溶媒は、１，２，４トリクロロベンゼンである。２００ｐｐｍのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を含有する５０ミリリットルの溶媒中、０．１グラムのポリマーの濃度でサンプルを調製する。試料は、１６０℃で２時間、軽く撹拌することにより調製する。使用した注入量は１００マイクロリットルであり、流速は１．０ｍｌ／分であった。
【０１８９】
ＧＰＣカラムセットの較正は、個々の分子量間に少なくとも１０の分離を有する６種類の「カクテル」混合物に配置された、分子量が５８０〜８，４００，０００の範囲の２１の狭分子量分布ポリスチレン標準品を用いて行われる。標準品はＰｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｓｈｒｏｐｓｈｉｒｅ，ＵＫ）より購入できる。ポリスチレン標準品は、１，０００，０００に等しいか又はそれ以上の分子量について、５０ミリリットルの溶媒中０．０２５グラムで、かつ、１，０００，０００未満の分子量について、５０ミリリットルの溶媒中０．０５グラムで調製される。ポリスチレン標準品を、８０℃で３０分間ゆっくり攪拌して溶解させる。狭い標準混合物を最初に実施し、最大分子量成分を減らしてゆく順序で実施して分解を最小限にする。ポリスチレン標準品ピーク分子量を、次の方程式を用いてポリエチレン分子量に変換する（Williams and Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6, 621 (1968)に記載される通り）：Ｍポリエチレン＝０．４３１（Ｍポリスチレン）。
【０１９０】
ポリエチレン等量分子量の計算は、Ｖｉｓｃｏｔｅｋ ＴｒｉＳＥＣソフトウェアのバージョン３．０を用いて行う。
【０１９１】
ＡＴＲＥＦ
分析的昇温溶離分別（ＡＴＲＥＦ）分析を、参照によりその全文が本明細書に組み込まれる、米国特許第４，７９８，０８１号及びWilde, L.; Ryle, T.R.；Knobeloch, D.C.；Peat, I.R.; Determination of Branching Distributions in Polyethylene and Ethylene Copolymers, J. Polym. Sci., 20, 441-455 (1982)に記載される方法に従って行う。分析するべき組成物をトリクロロベンゼンに溶かし、０．１℃／分の冷却速度で２０℃まで温度を徐々に低下させることにより、不活性支持体（ステンレス鋼ショット）を含有するカラム中で結晶化させる。このカラムは赤外線検出器が装備されている。次に、溶離溶媒（トリクロロベンゼン）の温度を１．５℃／分の速度で２０℃から１２０℃までゆっくりと上昇させることによって、結晶化したポリマーサンプルをカラムから溶離することにより、ＡＴＲＥＦクロマトグラム曲線を作成する。
【０１９２】
１３Ｃ ＮＭＲ分析
１０ｍｍのＮＭＲチューブ中、およそ３ｇの、テトラクロロエタン−ｄ２／オルトジクロロベンゼンの５０／５０混合物を０．４ｇのサンプルに添加することによりサンプルを調製する。チューブ及びその内容物を１５０℃に加熱することにより、このサンプルを溶解し、均質化する。１００．５ＭＨｚの１３Ｃ共鳴周波数に相当するＪＥＯＬ Ｅｃｌｉｐｓｅ（商標）４００ＭＨｚスペクトロメーター又はＶａｒｉａｎ Ｕｎｉｔｙ Ｐｌｕｓ（商標）４００ＭＨｚスペクトロメーターを用いて、データを収集する。データは、６秒のパルス繰り返し遅延で、１データファイルあたり４０００の減衰シグナルを用いて取得される。定量分析のための最小のシグナル対ノイズ比を達成するため、複数のデータファイルを一緒に加える。スペクトル幅は２５，０００Ｈｚ、最小ファイルサイズは３２Ｋデータポイントである。このサンプルを、１０ｍｍ広帯域プローブ中、１３０℃で分析する。Ｒａｎｄａｌｌのトライアッド法（参照によりその全文が本明細書に組み込まれる、Randall, J.C.; JMS-Rev. Macromol. Chem. Phys., C29, 201-317 (1989)）を用いて、コモノマーの組み込みを決定する。
【０１９３】
機械的特性−引張り、ヒステリシス、及び引裂
一軸引張における応力−歪み挙動は、ＡＳＴＭ Ｄ １７０８微小引張試験片を用いて測定する。サンプルを、Ｉｎｓｔｒｏｎを用いて２１℃にて５００％分−１で伸張する。引張強度及び破断点伸びを５つの試験片の平均から報告する。
【０１９４】
１００％及び３００％ヒステリシスは、Ｉｎｓｔｒｏｎ（商標）装置でＡＳＴＭ Ｄ １７０８微小引張試験片を用いて１００％及び３００％歪みまでの循環荷重より決定される。サンプルに、２１℃で３サイクル、２６７％分−１で荷重を負荷し、除荷する。３００％及び８０℃でのサイクル実験を、環境チャンバーを用いて行う。８０℃実験では、サンプルを試験の前に試験温度で４５分間平衡させる。２１℃、３００％歪みサイクル実験では、最初の除荷サイクルからの１５０％歪みでの収縮応力を記録する。
全ての実験についての回復率は、荷重がベースラインに戻る歪みを用いて最初の除荷サイクルから計算する。回復率は、
【数１】
式中、εｆは、サイクル荷重に対してとられた歪みであり、εｓは、１回目の除荷サイクルの間に荷重がベースラインに戻る場合の歪みである：
として定義される。
【０１９５】
ブロックインデックス
エチレン／α−オレフィンインターポリマーは、ゼロより大きく約１．０までの平均ブロックインデックスＡＢＩ、及び約１．３より大きい分子量分布Ｍｗ／Ｍｎにより特徴づけられる。平均ブロックインデックスＡＢＩは、５℃の増分で（とはいえ、その他の温度増分、例えば、１℃、２℃、１０℃など、も使用してもよい）、２０℃〜１１０℃の分取ＴＲＥＦで得られる各々のポリマー画分（すなわち、昇温溶離分別によるポリマーの画分）に対するブロックインデックス（「ＢＩ」）の重量平均である：
ＡＢＩ＝Σ（ｗｉＢＩｉ）
式中、ＢＩｉは、分取ＴＲＥＦで得られる本発明のエチレン／α−オレフィンインターポリマーのｉ番目の画分に対するブロックインデックスであり、ｗｉは、ｉ番目の画分の重量百分率である。同様に、この平均に関する二次モーメントの平方根（以降、二次モーメント重量平均ブロックインデックスと呼ぶ）は、次のように定義され得る。
【０１９６】
【数２】
式中、Ｎは、ゼロより大きいＢＩｉを有する画分の数として定義される。ＢＩは、次の２つの方程式（これらの両方が同じＢＩ値を与える）のうちの１つにより定義される：
【数３】
式中、Ｔｘは、ｉ番目の画分についてのＡＴＲＥＦ（すなわち、分析的ＴＲＥＦ）溶出温度（好ましくは、ケルビンで表される）であり、Ｐｘは、ｉ番目の画分についてのエチレンモル分率であり、下に記載されるＮＭＲ又はＩＲによって測定することができる。ＰＡＢは、全エチレン／α−オレフィンインターポリマーのエチレンモル分率（分別前）であり、これもＮＭＲ又はＩＲによって測定することができる。ＴＡ及びＰＡは、純粋な「ハードセグメント」（そのインターポリマーの結晶性セグメントを指す）についてのＡＴＲＥＦ溶出温度及びエチレンモル分率である。近似値として、又はその「ハードセグメント」組成のわからないポリマーについては、ＴＡ及びＰＡ値は、高密度ポリエチレンホモポリマーについての値に設定される。
【０１９７】
ＴＡＢは、オレフィンブロック共重合体と同じ組成（ＰＡＢのエチレンモル分率を有する）及び分子量のランダム共重合体についてのＡＴＲＥＦ溶出温度である。ＴＡＢは、次の方程式を用いて、（ＮＭＲによって測定した）エチレンのモル分率から計算することができる：
ＬｎＰＡＢ＝α／ＴＡＢ＋β
式中、α及びβは、２つの定数であり、広い組成のランダム共重合体の、多数の十分に特性付けされている分取ＴＲＥＦ画分、及び／又は狭い組成をもつ十分に特性付けされているランダムエチレン共重合体を用いて較正することにより決定することができる。注目すべきは、α及びβが計器によって異なる可能性があるということである。さらに、較正を作るために用いられる分取ＴＲＥＦ画分及び／又はランダム共重合体に適切な分子量範囲及びコモノマータイプを用いて、関心対象のポリマー組成を有する適当な較正曲線を作り出す必要がある。わずかな分子量効果がある。較正曲線を類似する分子量範囲から得る場合、このような効果は本質的に無視してもよい。一部の実施形態では、ランダムエチレン共重合体及び／又はランダム共重合体の分取ＴＲＥＦ画分は次の関係を満たす。
Ｌｎ Ｐ＝−２３７．８３／ＴＡＴＲＥＦ＋０．６３９
【０１９８】
上記の較正方程式は、狭い組成のランダム共重合体及び／又は広い組成のランダム共重合体の分取ＴＲＥＦ画分について、エチレンのモル分率、Ｐを、分析的ＴＲＥＦ溶出温度、ＴＡＴＲＥＦに関係づける。ＴＸＯは、ＰＸのエチレンモル分率を有する、同じ組成（すなわち同じコモノマータイプ及び含量）及び同じ分子量のランダム共重合体についてのＡＴＲＥＦ温度である。ＴＸＯは、測定したＰＸモル分率からＬｎＰＸ＝α／ＴＸＯ＋βにより計算することができる。逆に言えば、ＰＸＯは、ＴＸのＡＴＲＥＦ温度を有する、同じ組成（すなわち、同じコモノマータイプ及び含量）及び同じ分子量のランダム共重合体についてのエチレンモル分率であり、ＴＸの測定値を用いてＬｎＰｘｏ＝α／ＴＸ＋βにより計算することができる。
【０１９９】
各々の分取ＴＲＥＦ画分についてのブロックインデックス（ＢＩ）が得られたら、全ポリマーについての重量平均ブロックインデックス、ＡＢＩを計算することができる。
【０２００】
本発明は、その精神及び本質的な特性から逸脱することなくその他の形態に具体化することができる、したがって、参照は、本発明の範囲を示すものとして前述の明細書よりもむしろ添付される特許請求の範囲になされるべきである。
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーであって；前記エチレン系熱可塑性ポリマーは、エチレンと、プロピレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、ビニルアセテート、及び、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲ（式中、Ｒは、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である）により表される化合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のコモノマーとからなるα−オレフィンインターポリマーであり；かつ、前記プロピレン系熱可塑性ポリマーが、プロピレンと、エチレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、及び、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲ（式中、Ｒは、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である）で表される化合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のコモノマーとからなるα−オレフィンインターポリマーである、少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体；と
を含む分散体と、
炭酸亜鉛アンモニウム、酸化亜鉛、及び炭酸ジルコニウムアンモニウムからなる群より選択される架橋剤と、
を含む、コーティング組成物。
【請求項２】
前記組成物が、可変温度ブロッキング試験に従って少なくとも７５℃の範囲のブロッキング温度を有する、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項３】
前記コーティング組成物が、１〜１０重量％の前記架橋剤を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項４】
前記分散体が、前記分散体の総容積に基づいて少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと少なくとも１又はそれ以上の安定化剤を合計容積で２５〜７４容積％含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項５】
前記コーティング組成物が、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項６】
前記コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて１０重量％未満の前記溶液アクリルポリマーを含む、請求項５に記載のコーティング組成物。
【請求項７】
前記コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて５０重量％未満の前記エマルジョンポリマーラテックスを含む、請求項５に記載のコーティング組成物。
【請求項８】
前記コーティング組成物が、前記コーティング組成物の総重量に基づいて少なくとも５０重量％の前記分散体を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項９】
前記安定化剤が、部分的に又は完全に中和されたエチレン−酸共重合体を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１０】
前記水の少なくとも一部が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される前記ベースポリマーの融点温度に満たない範囲の温度で除去される、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１１】
前記水の少なくとも一部が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される前記ベースポリマーの融点温度より高いか又はそれに等しい範囲の温度で除去される、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
セルロース系材料を含む基材と；
前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層とを含む、コーティングされた製品であって、
前記コーティング層が、
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物から導かれる、コーティングされた製品。
【請求項１３】
セルロース系材料を含む基材；及び
前記セルロース系基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在するコーティング組成物のコーティング適用製品を含むコーティングされた製品であって、前記コーティング組成物が
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含む、コーティングされた製品。
【請求項１４】
前記コーティング組成物が、前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に塗布、噴霧、押出、含浸、又はパディングによって適用される、請求項１２に記載のコーティングされた製品。
【請求項１５】
前記コーティングされた製品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜５０ｇのコーティング組成物を含む、請求項１２又は１３に記載のコーティングされた製品。
【請求項１６】
前記基材が、天然セルロース系繊維、合成セルロース系繊維、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上の繊維を含む、請求項１２又は１３に記載のコーティングされた製品。
【請求項１７】
セルロース系材料を含む基材を選択する段階と；
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物を選択する段階と；
前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階と；
前記水の少なくとも一部を除去する段階と；
それにより前記コーティングされた製品を形成する段階と
を含む、コーティングされた製品を形成する方法。
【請求項１８】
１又はそれ以上のセルロース系繊維を選択する段階と；
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物を選択する段階と；
前記コーティング組成物を前記１又はそれ以上のセルロース系繊維に添合する段階と；
前記コーティング組成物が添合されている前記１又はそれ以上のセルロース系繊維をウェブに形成する段階と；
前記水の少なくとも一部を除去する段階と；
それにより前記コーティングされたセルロース系製品を形成する段階と
を含む、コーティングされた製品を形成する方法。
【請求項１９】
１又はそれ以上のセルロース系繊維を選択する段階と；
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物を選択する段階と；
前記コーティング組成物を前記１又はそれ以上のセルロース系繊維に添合する段階と；前記水の少なくとも一部を除去する段階と；
前記コーティング組成物が添合されている前記１又はそれ以上のセルロース系繊維をウェブに形成する段階と；
それにより前記コーティングされたセルロース系製品を形成する段階と
を含む、コーティングされた製品を形成する方法。
【請求項２０】
前記コーティング組成物が、５未満のｃｏｂｂ ２分（ｇ／ｍ２）を有する、前記請求項のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
【請求項１】
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーであって；前記エチレン系熱可塑性ポリマーは、エチレンと、プロピレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、ビニルアセテート、及び、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲ（式中、Ｒは、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である）により表される化合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のコモノマーとからなるα−オレフィンインターポリマーであり；かつ、前記プロピレン系熱可塑性ポリマーが、プロピレンと、エチレン、Ｃ４−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状ジエン、及び、式Ｈ２Ｃ＝ＣＨＲ（式中、Ｒは、Ｃ１−Ｃ２０線状、分枝状もしくは環状アルキル基又はＣ６−Ｃ２０アリール基である）で表される化合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のコモノマーとからなるα−オレフィンインターポリマーである、少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体；と
を含む分散体と、
炭酸亜鉛アンモニウム、酸化亜鉛、及び炭酸ジルコニウムアンモニウムからなる群より選択される架橋剤と、
を含む、コーティング組成物。
【請求項２】
前記組成物が、可変温度ブロッキング試験に従って少なくとも７５℃の範囲のブロッキング温度を有する、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項３】
前記コーティング組成物が、１〜１０重量％の前記架橋剤を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項４】
前記分散体が、前記分散体の総容積に基づいて少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと少なくとも１又はそれ以上の安定化剤を合計容積で２５〜７４容積％含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項５】
前記コーティング組成物が、溶液アクリルポリマー、エマルジョンポリマーラテックス、又はそれらの組合せをさらに含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項６】
前記コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて１０重量％未満の前記溶液アクリルポリマーを含む、請求項５に記載のコーティング組成物。
【請求項７】
前記コーティング組成物が、前記コーティング組成物の重量に基づいて５０重量％未満の前記エマルジョンポリマーラテックスを含む、請求項５に記載のコーティング組成物。
【請求項８】
前記コーティング組成物が、前記コーティング組成物の総重量に基づいて少なくとも５０重量％の前記分散体を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項９】
前記安定化剤が、部分的に又は完全に中和されたエチレン−酸共重合体を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１０】
前記水の少なくとも一部が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される前記ベースポリマーの融点温度に満たない範囲の温度で除去される、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１１】
前記水の少なくとも一部が、エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される前記ベースポリマーの融点温度より高いか又はそれに等しい範囲の温度で除去される、請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
セルロース系材料を含む基材と；
前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在する少なくとも１又はそれ以上のコーティング層とを含む、コーティングされた製品であって、
前記コーティング層が、
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマー；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物から導かれる、コーティングされた製品。
【請求項１３】
セルロース系材料を含む基材；及び
前記セルロース系基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に存在するコーティング組成物のコーティング適用製品を含むコーティングされた製品であって、前記コーティング組成物が
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含む、コーティングされた製品。
【請求項１４】
前記コーティング組成物が、前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に塗布、噴霧、押出、含浸、又はパディングによって適用される、請求項１２に記載のコーティングされた製品。
【請求項１５】
前記コーティングされた製品が、基材１平方メートルあたりの重量が１ｇ〜５０ｇのコーティング組成物を含む、請求項１２又は１３に記載のコーティングされた製品。
【請求項１６】
前記基材が、天然セルロース系繊維、合成セルロース系繊維、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上の繊維を含む、請求項１２又は１３に記載のコーティングされた製品。
【請求項１７】
セルロース系材料を含む基材を選択する段階と；
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物を選択する段階と；
前記コーティング組成物を前記基材の少なくとも１又はそれ以上の表面に適用する段階と；
前記水の少なくとも一部を除去する段階と；
それにより前記コーティングされた製品を形成する段階と
を含む、コーティングされた製品を形成する方法。
【請求項１８】
１又はそれ以上のセルロース系繊維を選択する段階と；
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物を選択する段階と；
前記コーティング組成物を前記１又はそれ以上のセルロース系繊維に添合する段階と；
前記コーティング組成物が添合されている前記１又はそれ以上のセルロース系繊維をウェブに形成する段階と；
前記水の少なくとも一部を除去する段階と；
それにより前記コーティングされたセルロース系製品を形成する段階と
を含む、コーティングされた製品を形成する方法。
【請求項１９】
１又はそれ以上のセルロース系繊維を選択する段階と；
エチレン系熱可塑性ポリマー、プロピレン系熱可塑性ポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１又はそれ以上のベースポリマーと；
少なくとも１又はそれ以上の安定化剤と；
液状媒体と；
を含む分散体と、
架橋剤と、
を含むコーティング組成物を選択する段階と；
前記コーティング組成物を前記１又はそれ以上のセルロース系繊維に添合する段階と；前記水の少なくとも一部を除去する段階と；
前記コーティング組成物が添合されている前記１又はそれ以上のセルロース系繊維をウェブに形成する段階と；
それにより前記コーティングされたセルロース系製品を形成する段階と
を含む、コーティングされた製品を形成する方法。
【請求項２０】
前記コーティング組成物が、５未満のｃｏｂｂ ２分（ｇ／ｍ２）を有する、前記請求項のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
【公表番号】特表２０１１−５０３３２９（Ｐ２０１１−５０３３２９Ａ）
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３４２０８（Ｐ２０１０−５３４２０８）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８３５６９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６４９９３
【国際公開日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【出願人】（５０２１４１０５０）ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド (1,383)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８３５６９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６４９９３
【国際公開日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【出願人】（５０２１４１０５０）ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド (1,383)
【Ｆターム（参考）】
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